“Echte Polwanderung” könnte Eiszeit verursacht haben

Veröffentlicht von
Share Button

Die jüngste Eiszeit der Erde könnte durch Veränderungen im Inneren des Planeten verursacht worden sein. Basierend auf Beweisen aus dem Pazifischen Ozean, einschließlich der Position der Hawaii-Inseln, haben die Geophysiker der Rice University festgestellt, dass sich die Erde innerhalb der letzten 12 Millionen Jahren relativ zu ihrer Drehachse verschoben hat, was dazu führte, dass sich Grönland weit genug in Richtung Nordpol bewegte, um die Eiszeit auszulösen, die vor etwa 3,2 Millionen Jahren begann.

Ihre Studie in der Zeitschrift Geophysical Research Letters basiert auf einer Analyse fossiler Signaturen aus Tiefseesedimenten, der magnetischen Signatur der Meereskruste und der Position des “Hot Spots” im Mantel, der die Hawaii-Inseln geschaffen hat. Die Co-Autoren Richard Gordon und Daniel Woodworth sagten, die Beweise würden darauf hindeuten, dass sich die Erde seit Millionen von Jahren kontinuierlich drehte, bevor sie sich relativ zu ihrer Drehachse verschob. Dies ist ein Effekt, den Geophysiker als “echte Polwanderung” bezeichnen.

“Der hawaiianische Hotspot war von vor ungefähr 48 Millionen Jahren bis vor ungefähr 12 Millionen Jahren fix, anders als heute befand er sich aber auf einer geographischen Breite nördlicher des heutigen Standes”, sagte Woodworth, ein Student der Abteilung für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften der Rice. “Wenn man den hawaiianischen Hot Spot mit dem Rest der Erde vergleicht, kann man sehen, dass sich diese Ortsverschiebung auch im Rest der Erde widerspiegelt und die Bewegung der tektonischen Platten überlagert. Das sagt uns, dass sich die gesamte Erde relativ zur Drehachse bewegt hat. Dies interpretieren wir als eine echte Polwanderung.”

Echte Polwanderung tritt auf, wenn sich die gesamte Erde relativ zu ihrer Drehachse verschiebt.
(Bildnachweis: Victor C. Tsai / Wikimedia Commons)

Nach dem Volumen her hat der Mantel den Löwenanteil; Er ist eine dicke Schicht aus zähflüssig – festem Gestein, die durch starkem Druck und Hitze aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten in Bewegung gerät. Der Mantel ist von einem ineinander greifenden Puzzle aus felsigen tektonischen Platten überdeckt, die sich auf und durch ihn bewegen und an seismisch aktiven Grenzen gegeneinander stoßen. Hot Spots, wie der unter Hawaii, sind Wolken aus heißem, festem Gestein, die sich tief aus dem Mantel erheben.

Gordon, der W.M. Keck Professor für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften, sagte, die neuen Erkenntnisse stützen sich auf zwei Studien aus dem Jahr 2017: Eine aus seinem Labor, in der gezeigt wurde, wie Hot Spots als globaler Bezugsrahmen für die Verfolgung der Bewegung tektonischer Platten verwendet werden können und eine andere von der Harvard University, die die echte Polwanderung zuerst mit der Beginn der Eiszeit in Verbindung gebracht hat. 

“Wir nehmen diese Hitzeherde als markierte Fährtenleser, die aus dem tiefen Mantel stammen und verwenden dies als Referenzrahmen”. “Wir glauben, dass das gesamte globale Netzwerk von Hotspots mindestens 36 Millionen Jahre vor dieser Verschiebung relativ zur Drehachse der Erde fest fixiert war.”

Wie jedes sich drehende Objekt unterliegt die Erde einer Zentrifugalkraft, die an dem flüssigen Innere des Planeten zerrt. Am Äquator, wo diese Kraft am stärksten ist, hat die Erde einen um mehr als 42 Kilometer größeren Durchmesser als an den Polen. Gordon sagte, dass eine echte Polwanderung vorkommen könnte, wenn sich dichte, hochviskose Mantelbeulen in den vom Äquator entfernten Breiten aufbauen.

“Stellen Sie sich vor, Sie haben wirklich sehr sehr kalten Sirup und Sie geben diesen auf heiße Pfannkuchen”, sagte Gordon. “Wenn Sie es darauf geben, haben Sie vorübergehend einen kleinen Haufen in der Mitte, wo es sich aufgrund der Viskosität des kalten Sirups nicht sofort verteilt und flach wird. Wir denken, dass die Dichtenanomalien im Mantel vergleichbar mit diesen kleinen temporären Haufen sind, nur dass die Viskositäten im unteren Mantel sehr viel höher sind. Wie der Sirup verformt sich dieser schließlich, aber es dauert wirklich sehr, sehr lange.”

Wenn die Mantelanomalien massiv genug sind, können sie den Planeten aus dem Gleichgewicht bringen und der Äquator wird sich allmählich verschieben, um die überschüssige Masse näher an den Äquator zu bringen. Der Planet dreht sich immer noch einmal in 24 Stunden und die echte Polwanderung beeinflusst nicht die Neigung der Erddrehachse relativ zur Sonne. Die Umverteilung der Masse auf einen neuen Äquator verändert die Pole der Erde, die Punkte auf der Planetenoberfläche, an denen die Drehachse entsteht.

Woodworth sagte, dass die Hot-Spot-Daten aus Hawaii einige der besten Beweise dafür sind, dass die Pole der Erde vor 12 Millionen Jahren durch echte Polwanderung bewegt wurden. Inselketten wie die Hawaiianische entstehen, wenn sich eine tektonische Platte über einen Hot Spot bewegt.
“Eine echte Polwanderung sollte die Hot-Spot-Spuren nicht ändern, da die Hot-Spot-Spur die Aufzeichnung der Bewegung der Platte relativ zum Hot-Spot darstellt”, sagte Woodworth.
Gordon sagte: “Es war nur eine Verschiebung um 3 Grad, aber es hatte den Effekt, den Mantel unter den tropischen Pazifik zu nehmen und ihn nach Süden zu verlegen und gleichzeitig verschob er Grönland und Teile von Europa und Nordamerika nach Norden. Das hat vielleicht die Eiszeit ausgelöst.”

Abbildung zeigt die minimale (interglaziale, schwarze) und maximale (glaziale, graue) Vereisung der nördlichen Hemisphäre während der Eiszeit, die vor etwa 3,2 Millionen Jahren begann.
(Bildnachweis: Hannes Grobe / AWI / Wikimedia Commons)

Die Erde befindet sich immer noch in der Eiszeit, die vor etwa 3,2 Millionen Jahren begann. Die Pole der Erde waren im Laufe des Zeitalters mit Eis bedeckt und dicke Eisschichten wachsen und schmelzen regelmäßig in Zyklen an den Polen, die mehr als 100 Mal aufgetreten sind. Während dieser Eiszyklen hat sich Eis bis nach New York und den Yellowstone National Park ausgedehnt und wieder zurückgezogen. Die Erde befindet sich heute in einer Zeit zwischen den Eiszeiten, in der das Eis in Richtung der Pole zurückgegangen ist.

Gordon sagte, die echte Polwanderung sei nicht nur eine Änderung der Position der Magnetpole der Erde. Wenn sich der Planet dreht, erzeugt sein Eisenkern ein Magnetfeld mit “Nord” – und “Süd” – Polen nahe der Drehachse. Die Polarität dieses Feldes wechselt mehrmals alle Millionen Jahre und diese Polaritätsänderungen werden in den magnetischen Signaturen von Gesteinen auf der ganzen Welt aufgezeichnet. Die paläomagnetische Aufzeichnung, die häufig verwendet wird, um die Bewegung tektonischer Platten über die Erdoberfläche zu untersuchen, enthält viele Fälle von “scheinbar polarem Wandern”, die die Bewegung der Drehachse verfolgen und die Auswirkungen sowohl der Plattenbewegung als auch des echten polaren Wanderns einschließen, Sagte Gordon.

Die Bewegung der pazifischen Platte über einen Mantel-Hotspot hat die hawaiianischen Inseln über Millionen von Jahren hinweg geschaffen.
(Bildnachweis: National Geophysical Data Center / USGS / Wikimedia Commons)

Der Erdmantel verändert sich ständig, da ständig neues Material von tektonischen Platten ein- und ausgeht. Das Ziehen und Wiederaufbereiten von Platten durch Subduktion liefert eine mögliche Erklärung für die hochviskosen Mantelanomalien, die wahrscheinlich zu einem echten polaren Wandern führen.

“Im Unterricht demonstriere ich das oft mit Bleigewichten und Zangen”, sagte Gordon. “Es ist leicht, die Mine mit der Zange zu verformen und sie ist nicht spröde. Sie zerbricht oder fliegt nicht auseinander, wenn sie versagt. Das ist eine ziemlich gute Analogie für den Mantelfluss, da sich Silikatgestein unter intensiver Hitze und starkem Druck verformt.”
Er und Woodworth arbeiten mit Kollegen zusammen, um ihre Analyse sowohl von vor 12 Millionen Jahren bis in die Gegenwart als auch weiter in die Vergangenheit vor den 48 Millionen Jahren, in der es in der neu veröffentlichten Studie geht.


Veröffentlichung: Daniel Woodworth et al, Paleolatitude of the Hawaiian Hot Spot Since 48 Ma: Evidence for a Mid-Cenozoic True Polar Stillstand Followed by Late Cenozoic True Polar Wander Coincident With Northern Hemisphere Glaciation, Geophysical Research Letters (2018). DOI: 10.1029/2018GL080787

Quelle: off. Pm der Rice University

Titelbildunterschrift: Die Bewegung der pazifischen Platte über einen Mantel-Hotspot hat die hawaiianischen Inseln über Millionen von Jahren hinweg geschaffen. (Bildnachweis: National Geophysical Data Center / USGS / Wikimedia Commons)


Ähnliche Beiträge
Am Montag, 26. November dieses Jahres geht die amerikanische Weltraumbehörde NASA das Wagnis zum achten
Forscher aus Kanada, den Vereinigten Staaten und Europa haben einen neuen Weg entwickelt, um das
Eine Untersuchung von Erdbeben, die durch die unterirdische Injektion von Flüssigkeiten ausgelöst wurden, hat überraschende
Eine neue Studie der University of Liverpool, in Zusammenarbeit mit den Universitäten von Lancaster und
Planetenwissenschaftler der Brown University zeigen in einer aktuellen Studien, dass in der Mineralogie des Mondbeckens
The following two tabs change content below.

Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.