Trond Torsvik ist seit Juni 2016 als Humboldt-Preisträger in der Arbeitsgruppe von Bernhard Steinberger, Sektion Geodynamische Modellierung, zu Gast am GFZ. Torsvik ist einer der international führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Rekonstruktion von Plattentektonik. Im Jahr 2013 gründete er das Centre for Earth Evolution and Dynamics an der Universität Oslo, Norwegen. Am GFZ arbeitet er noch bis zum Juli dieses Jahres, gemeinsam mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Zentrum, an Möglichkeiten zur Verbesserung von Methoden und Modellen in seinem Forschungsgebiet.
GFZ: Was fasziniert Sie an der Erforschung der Plattentektonik, also der sich verändernden Position von ozeanischen und kontinentalen Erdplatten an der Erdoberfläche, in der geologischen Vergangenheit?
Trond Torsvik: Ich habe schon seit Jahrzehnten eine Leidenschaft für die rastlosen Bewegungen der Kontinente und für das Anfertigen von Karten zur Darstellung der Verteilung der Erdplatten, um zu zeigen, wo sich in der geologischen Vergangenheit das Land und wo sich die Ozeane befunden haben.
Die Erde ist einzigartig. Auf keinem anderen terrestrischen Planeten konnte man bisher Plattentektonik nachweisen. Aber wann genau und warum die Bewegung der Erdplatten eingesetzt hat, darüber wird noch immer diskutiert; man vermutet, dass die Bewegung der Platten vor etwa drei Milliarden Jahren begann.
GFZ: Sie nutzen insbesondere paläomagnetische Daten zur Rekonstruktion der Lage der Erdplatten. Was sagen Ihnen diese Daten? Wie lassen sich damit die Positionen der Erdplatten rekonstruieren?
Torsvik: Die Inklination, also der Winkel des Eintauchens der Erdmagnetfeldlinien, verändert sich systematisch mit der geografischen Breite. Das ist von zentraler Bedeutung für paläomagnetische Rekonstruktionen. Als „Paläomagnetismus“ bezeichnet man die Untersuchung des Erdmagnetfelds der Vergangenheit, dessen Ausrichtung man in Gesteinen ablesen kann. Wenn man die magnetische Ausrichtung von Mineralen in alten Steinen im Labor bestimmt, lässt sich darauf schließen, in welcher geografischen Breite sich ein Kontinent befand, als das Gestein gebildet wurde.
Wir sammeln Gestein von überall auf der Welt mit den verschiedensten geologischen Altern, anhand derer wir dann paläogeografische Karten erstellen können. Die geografische Länge lässt sich anhand des Paläomagnetismus leider nicht bestimmen, aber wir haben einige analytische Methoden entwickelt, mit denen wir die Länge ungefähr ermitteln können.
GFZ: Dass die Erdplatten sich bewegen, weiß man erst seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Wie gut verstanden hat man die Plattentektonik heute?
Torsvik: Der deutsche Wissenschaftler Alfred Wegener war der erste, der postuliert hat, dass alle Kontinente einmal einen einzigen Superkontinent formten, der von einem riesigen Ozean umgeben war. Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen Wegeners handgezeichneter Rekonstruktion von Pangäa – dem „Urkontinent“, wie er sagte – und unseren modernen computergestützen Rekonstruktionen von Pangäa. Aber ein entscheidender Unterschied ist, dass wir heute in der Lage sind, die geografische Position von Pangäa mit Länge und Breite anzugeben.
Dass Erdplatten in den Erdmantel absinken weiß man auch erst seit den frühen 1960er Jahren. Wir nehmen heute an, dass dieser Prozess, durch den Material in den Mantel gelangt, eine Hauptursache für Veränderungen in der Ausrichtung der Erdachse ist: das „Wandern“ der Pole. Eine andere bedeutende Ursache dafür sind Veränderungen in der Auflast durch Eis: Aktuell stattfindende Änderungen in der Erdachse liegen bei etwa zehn Zentimetern pro Jahr und sind auf das Abschmelzen des Eises seit der letzten Eiszeit zurückzuführen. Das heißt also, dass auch Klimaveränderungen eine bedeutende Ursache für Polwanderungen sind.
Heute wissen wir viel über die Zusammenhänge zwischen Plattentektonik und den Prozessen im Erdmantel; im Endeffekt eine einfache Massenbilanz: subduzierte Erdplatten bringen Masse in den Erdmantel zurück und treiben so den Gegenstrom von Masse in Richtung Oberfläche an.
GFZ: Zu welchen neuen Erkenntnissen kamen Sie bisher in Ihrer Zeit am GFZ?
Torsvik: Meine Zeit hier am GFZ war sehr ereignisreich. Ich habe ein Buch fertiggestellt „Earth History and Palaeogeography“. Und zusammen mit den GFZ-Wissenschaftlerinnen und –Wissenschaftlern habe ich die Geometrie der Hawaii-Emperor-Kette erforscht. Wir glauben nun, die Geometrie dieser Vulkankette erklären zu können: einer der spektakulärsten geologischen Formationen auf der Erde.
Das Interview führte Ariane Kujau
27.01.2017
