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Geowissenschaften & Geographie | Tektonik: Rätsel des Banda-Bogens gelöst

30. Juli 2010

Tektonik: Rätsel des Banda-Bogens gelöst

Der Banda-Bogen ist für viele Vulkane und Erdbeben in Indonesien verantwortlich. Wie er entstandt und welche Prozesse in dieser komplexen Nahtstelle der Erdkruste ablaufen, war lange umstritten. Jetzt hat eine in „Nature Geoscience“ veröffentlichte Rekonstruktion endlich geklärt, warum das Gebiet so unruhig ist. Ursache dafür ist unter anderem eine besonders tief reichende Subduktion von Plattenmaterial in den Erdmantel.

Banda-Bogen
Der Banda-Bogen in Indonesien ist immer wieder Ort heftiger Erdbeben und Tsunamis. Die rund 1.000 Kilometer lange und um fast 180 Grad abknickende tektonische Störung liegt an der Nahtstelle gleich dreier aufeinanderstoßender tektonischer Platten, der Indisch-Australischen, der Eurasischen und der Pazifischen Platte. Als Folge entstanden hier unter anderem ein innerer vulkanisch aktiver Bereich, ein parallel zum australischen Kontinentalrand verlaufender Tiefseegraben und ein Inselbogen. An der komplexen Subduktionszone bildete sich zudem die wahrscheinlich größte Verwerfung der Erde: Hier wird die ozeanische Plattengrenze bis in 650 Kilometer Tiefe hinuntergedrückt.

Rekonstruktion stützt „Einplatten-Theorie“ 

Doch wie diese komplexe Störungszone entstand, und wie viele Platten an der Subduktion beteiligt sind, das ist bis heute unklar. Diskutiert wird unter anderem, ob an der großen Subduktion eine oder zwei Stücke ozeanischer Platte beteiligt sind. Ein Forscherteam um Professor Robert Hall von der Universität von London und Professor Wim Spakman von der Universität Utrecht hat nun eine detaillierte Rekonstruktion der Entstehung dieser Region erstellt, die diese Debatte beenden könnte. Mit Hilfe von seismischer Tomographie und Analysen der tektonischen Entwicklung des Banda-Bogens rekonstruierten die Wissenschaftler die Evolution des Bogens ausgehend von der Annahme, dass nur eine ozeanische Platte an der Subduktion teilnimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass nur eine Subduktion mit einer Platte so schnelle Plattenbewegungen und heftige Beben wie im Dezember 2004 erklären kann. Sie erklärt auch, warum sich die Banda-Region noch heute so stark verformt.

Verwerfung bis in 650 Kilometer Tiefe 

Die an der Subduktionszone bis in den Erdmantel hinunter gedrückten Plattenbestandteile sind offenbar deutlich umfangreicher als zuvor angenommen. Nach Ansicht der Forscher könnte dies damit zusammenhängen, dass nicht nur die subduzierte ozeanische Platte, sondern auch der untere Teil der kontinentalen Australischen Platte mit in die Tiefe gedrückt wird. „Die subduzierte Platte wirkt als Hindernis für die Australische Platte, die sich nordwärts bewegt. Daher wurde sie zu einer Falte deformiert, die bis in den Mantel in 600 Kilometern Tiefe reicht“, erklärt Hall. „Hier wird es allmählich immer enger und enger und die beiden Teile der Falte werden immer steiler und stärker aneinander gedrückt. Das führt dazu, dass sich auch die Kruste deformiert.“

Deformation bewirkt Inselhebung in Rekordzeit 

Diese Deformation hat dann die schnelle Hebung der Inseln im Banda-Bogen bewirkt. Die beiden größten Inseln, Seram und Timor stiegen in den letzten Millionen Jahren von mehreren Kilometern unter dem Meeresspiegel bis zu ihrer heutigen Lage drei Kilometer über dem Meeresspiegel auf. „Das sind für geologische Verhältnisse bemerkenswert schnelle vertikale Bewegungen“, so Hall weiter. „In der Banda-Region sehen wir, wie sich ein Gebirgszug quasi vor unseren Augen bildet, deshalb ist das für uns so interessant. Einige der hier beobachteten Strukturen helfen uns auch dabei, ältere Gebirgsgürtel besser zu verstehen.“ Denn die neue Rekonstruktion löst nicht nur das Rätsel des Banda-Bogens, sie zeigt auch, dass Banda nicht das Ergebnis einer einzigartigen Tektonik ist, sondern die Folge von Prozessen und Bedingungen, die es weltweit häufiger gab und bis heute gibt. Beispiele dafür sind unter anderem von Land umgebende Ozeanbecken wie die Region Alpen-Mittelmeer oder Mittelamerika und die Karibik.
(Quelle und Bild: Royal Holloway, University of London, 28.07.2010)

Bücher zum Thema 

9783827418111
Grundlagen der Geologie
ISBN 978-3-8274-1811-1
Im System Erde wirken geologische, geophysikalische, mineralogische, chemische und astronomische Vorgänge und Kräfte zusammen: Regen, Wind, Eis und Wellen formen die Erdoberfläche, sie tragen Gebirge ab und füllen Meeresbecken mit Sedimenten. Konvektionen im zähflüssigen Erdmantel verschieben aus dem Inneren der Erde die Schollen der Erdkruste, sie lassen den Meeresboden aufreißen und ausfließende Lava zu neuer Erdkruste werden. Wo diese unter Kontinenten versinkt, türmen sich Gebirge auf. Auch der Mensch greift in das geologische Geschehen ein, wie Heinrich Bahlburg und Christoph Breitkreuz hervorheben.
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Das Buch ist ein Einführungstext in die quantitative Behandlung erdwissenschaftlicher Probleme. In den ersten drei Kapiteln werden die Grundlagen des Modellierens von Problemen aus den Bereichen Wärmefluss, Kinematik und Mechanik behandelt. In den weiteren Kapiteln wird dieses Wissen auf die integrierte Beschreibung geodynamischer und petrologischer Probleme angewendet. In allen Kapiteln werden die erklärten Modelle in direkten Bezug zu Geländebeobachtungen gestellt. Ausführliche Einleitungskapitel mit einer modernen Erklärung der Theorie der Plattentektonik am Anfang des Buches sowie für den Erdwissenschaftler relevanten Tabellenwerken am Ende des Buches runden das Werk ab.