Der Superkontinent Pangäa

Wer eine Weltkarte etwas genauer betrachtet, stellt fest: Die Formen von Afrika passen zu Nord- und Südamerika fast so gut wie Teile eines Puzzles. Und tatsächlich sind die Kontinente so etwas Ähnliches wie auseinandergeschobene Puzzleteile. Nur ergeben sie zusammengefügt kein Bild, sondern einen einzigen großen Kontinent: Pangäa.

Welche Teile passen zusammen?
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Pangäa existierte vor ungefähr 250 Millionen Jahren. In diesem Superkontinent waren alle Landmassen der Erde zusammengefasst und von einem einzigen Meer umgeben, Panthalassa genannt. Etwa vor 200 Millionen Jahren zerfiel Pangäa in zwei Teile – in Laurasia im Norden und Gondwana im Süden. Die beiden Kontinente zerbrachen später in noch kleinere Stücke. Danach waren Nord- und Südamerika, Afrika, Asien und Europa schon etwa in ihrer heutigen Form zu erkennen. Allerdings lagen diese Erdteile damals noch viel näher beisammen als heute. Erst im Lauf der Zeit entfernten sie sich immer mehr voneinander, denn zwischen Amerika im Westen und Afrika und Eurasien im Osten war ein Mittelozeanischer Rücken aufgebrochen. Ein neuer Ozean entstand: Der Atlantik, der bis heute weiter wächst. Nord- und Südamerika entfernen sich deshalb von Europa und Afrika jedes Jahr um ein paar Zentimeter.

Der Meeresboden des Atlantik drückt Europa und Nordamerika auseinander
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Motor für die Reise der Erdteile und die Entstehung von Ozeanen sind Strömungen im heißen Erdinneren. Diese setzen die Platten ganz langsam in Bewegung. Zum Teil weichen oder brechen die Platten dadurch auseinander, an anderer Stelle driften sie wieder aufeinander zu.

Die Gebirge Schottlands und Nordamerikas hingen einst zusammen
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Doch nicht nur die Form der Erdteile erzählt davon, wie sie einst zusammenhingen. Auch Gebirgszüge weisen darauf hin, wo Erdteile vor langer Zeit eins waren. So sind die Appalachen im Nordosten Amerikas Teil einer Bergkette, die sich über Grönland und Schottland bis nach Norwegen zieht. Getrennt wurde das Gebirge durch den Nordatlantik, der sich im Laufe der Zeit dazwischen geschoben hat. Diese Gebirgskette, die vor Jahrmillionen zusammenhing, lässt sich auf einer Weltkarte noch gut erkennen.

Auch Berge Norwegens gehörten zu diesem Gebirgszug
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Verwegene Theorie: Die Erdteile bewegen sich!

Während einer Tagung der Geologischen Gesellschaft in Frankfurt stellte der Meteorologe und Polarforscher Alfred Wegener eine gewagte Theorie auf: Nach seiner Meinung bewegen sich die Kontinente auf der Erde. Kollegen der Geologie äußern sich skeptisch bis ablehnend.

Hätte Alfred Wegener behauptet, die Erde sei eine Scheibe, er hätte bei seinen Zuhörern kaum mehr Verwunderung ausgelöst. Laut Wegener sollen alle Kontinente unserer Erde vor langer Zeit zu einer einzigen Landmasse vereint gewesen sein. Pangäa nennt er diesen Superkontinent, der sich auf dem Erdmantel bewegte und vor 200 Millionen Jahren in zwei Teile zerfiel. Diese beiden Erdteile sollen sich weiter geteilt und verschoben haben. Es gäbe deutliche Hinweise auf das Zerbrechen und die Bewegung der Kontinente: Sie passen wie Puzzleteile ineinander. Auffällig sei auch, dass die gleichen Tierarten auf unterschiedlichen Kontinenten vorkommen.

Afrika und Südamerika sollen also eins gewesen sein? Für die Fachwelt klingt Wegeners Rede so glaubhaft wie ein Märchen aus Tausendundeiner Nacht. Ist man doch bis zum heutigen Tag der Überzeugung, dass die Erdkruste mit ihrem Untergrund fest verbunden ist. Nach bisheriger Erkenntnis sind die Kontinente fix und waren einst über Landbrücken miteinander verbunden. Noch bezeichnen viele Geologen Wegeners Kontinentalverschiebung abfällig als „Geopoesie eines Wetterfrosches“. Denn ungeklärt ist vor allem der Motor der Bewegung: Was treibt die Kontinente an? Doch an der Theorie Alfred Wegeners kommt die Forschung nun nicht mehr vorbei. Ob sie sich auch beweisen lässt?

Ein Puzzle: Welche Teile passen zusammen?
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Die Gebirge Schottlands und Nordamerikas hingen einst zusammen.
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Alfred Wegener – ein Luftikus?

Bekannt wurde der Meteorologe Alfred Wegener durch einen Rekord, den er im Ballonflug aufstellte: Am 5. April 1906 stieg er zusammen mit seinem Bruder Kurt auf und blieb über 52 Stunden in der Luft. Damit war der bisherige Weltrekord um 17 Stunden überboten. Doch die Ballonfahrt diente nicht nur dem Ruhm, sondern vor allem der Wissenschaft: Die Wegener-Brüder wollten die Atmosphäre erforschen und Methoden zur Ortbestimmung testen. Das Interesse Alfred Wegeners gilt aber nicht nur dem Wetter und der Luftfahrt, sondern auch dem ewigen Eis. Noch im Jahr seines Weltrekords brach er auf, um Grönland zu erforschen. Von dieser Grönland-Expedition kehrte er 1908 zurück. Seitdem ist der 32-jährige Naturwissenschaftler Dozent für Meteorologie, Astronomie und Physik an der Universität Marburg.

Kontinente auf Wanderschaft

Lange Zeit dachte man, die Landmassen der Erde würden starr an Ort und Stelle stehen. Später stellte sich heraus: Das Gegenteil ist der Fall. Die Kontinente unseres Planeten bewegen sich! Wie gewaltige Eisschollen treiben sie in unterschiedliche Richtungen, wenn auch nicht sehr schnell. Ihre Geschwindigkeit entspricht etwa dem Wachstum eines Fingernagels. Doch woran liegt es, dass die Kontinente ständig auf Wanderschaft sind?

Auch wenn es nicht so aussieht: Die Kontinente bewegen sich
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Die Erdkruste, die unseren Planeten umhüllt, ist spröde und rissig. Sie ähnelt einer zersprungenen Eierschale und setzt sich aus sieben großen und vielen kleineren Platten zusammen. Einige von ihnen bilden die Kontinente, andere den Ozeanboden. Diese Platten der Erdkruste treiben auf einem heißen, zäh fließenden Gesteinsbrei umher und werden dabei von Bewegungen im Erdinneren angetrieben, genauer gesagt: von Strömungen des Erdmantels. Fachleute sagen auch: Sie driften. All diese Vorgänge rund um die Bewegung der Erdplatten heißen Plattentektonik, die Bewegung selbst auch Plattendrift.

Die Erdkruste ist zersprungen wie eine Eierschale
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Dort, wo die einzelnen Platten aneinander grenzen, ist die Erde besonders aktiv. An einigen dieser Plattengrenzen dringt heißes Gestein aus dem Erdmantel nach oben und kühlt sich ab. Hier bildet sich neue Erdkruste: die beiden Platten wachsen und werden dadurch auseinandergedrückt. Dort dagegen, wo zwei Platten aufeinander prallen, wird die leichtere von ihnen – die kontinentale Kruste – zusammengeknautscht und zu Gebirgen aufgefaltet. Die schwerere der beiden – die ozeanische Kruste – verschwindet dagegen langsam in der Tiefe. Durch die Hitze im Erdinneren wird ihr Gestein wieder aufgeschmolzen. Während die Kante der Platte in der Tiefe versinkt, zieht sie den Rest der Platte hinter sich her und treibt so die Plattenbewegung zusätzlich an.

Aufgefaltete Erdkruste: Die Alpen
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Entlang solcher Plattenränder häufen sich Vulkanausbrüche, Erdbeben, lange Gebirgsketten und tiefe Ozeangräben. Die meiste Unruhe an der Erdoberfläche bringt die größte ihrer Platten mit sich: Es ist die Pazifische Platte, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Zentimetern pro Jahr nach Nordwesten rückt. An ihren Rändern finden sich die meisten aktiven Vulkane der Erde, heftige Erdbeben erschüttern die Region. Wegen der häufigen Vulkanausbrüche und Beben heißt diese Plattengrenze auch der „Pazifische Feuerring“.

Spektakel am Plattenrand: Ein Vulkan spuckt Feuer
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Wo Platten auseinander weichen

Ein langer tiefer Riss klafft in der Erde und wird immer breiter. Gewaltige Kräfte reißen die Erdoberfläche in Stücke: Entlang dieser Bruchstelle zieht sich der Ostafrikanische Graben durch den Kontinent. Schon vor 20 Millionen Jahren begann hier Afrika auseinanderzubrechen. Heißes Magma aus dem Erdinneren drückte nach oben und riss die Erdkruste auseinander. Seitdem driften die Krustenstücke auseinander, jedes Jahr um etwa einen Zentimeter. Dass die Erde hier sehr aktiv ist, kann man auch an den vielen Vulkanen erkennen, die sich entlang des Grabens erheben. Sollte irgendwann Meerwasser eindringen, wird aus dem Ostafrikanischen Graben ein Ozean werden. Ähnliches geschah am Roten Meer. Dort trennt sich seit 25 Millionen Jahren die Afrikanische von der Asiatischen Kontinentalplatte. Der entstandene Riss wurde von Meerwasser überflutet.

Der Kilimandscharo ist nur einer der vielen Vulkane im Ostafrikanischen Graben
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Dort, wo kontinentale Kruste auseinanderbricht, entsteht ein Grabenbruch. Wo sich dagegen ozeanische Krustenstücke voneinander wegbewegen, wachsen am Meeresboden Gebirge: die Mittelozeanischen Rücken. Sie bestehen aus Magma, das aus dem Erdmantel durch die ozeanische Kruste nach oben dringt. Hier wird neues Plattenmaterial gebildet. Es drängelt sich sozusagen zwischen zwei ozeanische Platten und erstarrt zu Basaltgestein, das sich immer weiter auftürmt.

Riss in der Erdkruste: das Rote Meer
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An manchen Stellen ragen die Mittelozeanischen Rücken als Inseln über den Meeresspiegel hinaus. Island zum Beispiel und die noch junge isländische Insel Surtsey sind nichts anderes als Teile des Mittelatlantischen Rückens. Durch den Nachschub aus erstarrtem Gestein bekommt die ozeanische Kruste hier ständig Zuwachs. Sie wächst dabei nicht nur in die Höhe, sondern auch zu den Seiten. Die beiden ozeanischen Platten werden nach außen gedrückt. Weil sie sich dabei auseinanderspreizen, spricht man auch von einer Divergenzzone.

Island ist Teil des Mittelatlantischen Rückens
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Auf diese Weise entsteht neuer Meeresboden und der Ozean wird langsam breiter – allerdings nur wenige Zentimeter im Jahr. Aber moderne Satelliten können die Kontinente millimetergenau vermessen. Aus der Bewegung kann man errechnen, dass der Atlantik seit Kolumbus Überfahrt im Jahr 1492 schon um 25 Meter breiter wurde.

Der Atlantik wächst jedes Jahr mehr als 2 Zentimeter
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Aber weil die Erde insgesamt ja nicht größer wird, muss der Zuwachs an Meeresboden an anderer Stelle wieder ausgeglichen werden. Das passiert dort, wo ozeanische Kruste unter kontinentaler Kruste abtaucht: Während der Atlantik immer weiter wächst, versinkt der Pazifik langsam unter den Plattenrändern Amerikas und Ostasiens.

Ozeanische und kontinentale Kruste

Nicht überall ist die Erdkruste gleich aufgebaut. Die Landmassen der Erde bestehen aus kontinentaler, der Meeresboden aus ozeanischer Kruste. Einer der Unterschiede ist, dass die kontinentale Kruste neben Sauerstoff vor allem Silizium und Aluminium enthält. Die ozeanische Kruste hat dagegen auch einen hohen Anteil an Magnesium. Doch das ist lange nicht der einzige Unterschied:

Bei einem Vulkanausbruch wird neue Erdkruste gebildet
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Ozeanische Kruste bildet sich am Meeresgrund, wo entlang der mittelozeanischen Rücken Magma aufsteigt und erstarrt. Da hier ständig Kruste nachwächst, werden die beiden Lithosphären-Platten nach außen gedrückt. In Richtung der Küsten wird die ozeanische Kruste also immer älter. Einige der ältesten Stücke sind um die 200 Millionen Jahre alt. Sie liegen im Atlantik vor Nordamerika und östlich des Marianengrabens im Pazifik. Noch älter wird die etwa fünf bis acht Kilometer dicke ozeanische Kruste aber nicht: Weil sie schwerer ist als die kontinentale, taucht sie beim Zusammenstoß ab und wird im Erdinneren wieder aufgeschmolzen.

Die Färöer Inseln ragen als Teil der ozeanischen Kruste über den Meeresspiegel hinaus
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Die kontinentale Kruste ist zwar leichter, aber dafür dicker als die ozeanische Kruste: Im Durchschnitt reicht sie 40 Kilometer, unter Gebirgen sogar bis zu 80 Kilometer in die Tiefe. Wann genau sie sich gebildet hat, ist selbst der Wissenschaft noch ein Rätsel. Hinweise darauf gibt das älteste bisher bekannte Gestein auf der Erde: Es wurde in Nordkanada gefunden, ist über vier Milliarden Jahre alt und vermutlich ein Rest der allerersten Erdkruste.

Der Meeresboden an der Küste besteht noch aus kontinentaler Kruste
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Der Meeresboden

In dunklem Blau glitzert die Wasseroberfläche der Ozeane. Kaum zu glauben, dass der Meeresboden teilweise viele Kilometer tiefer liegt und sich dort unten eine spektakuläre Unterwasserlandschaft verbirgt. Denn der Meeresboden ist nicht so glatt wie der Boden eines Swimming-Pools: Am Meeresgrund finden sich hohe Berge, tiefe Gräben und Lava spuckende Vulkane genauso wie ausgedehnte Ebenen.

Wasseroberfläche Meer
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So ist das Wasser der Ozeane auch nicht überall gleich tief. Rund um die Kontinente liegen die flachen Schelfmeere. Hier neigt sich der Meeresboden von der Küstenlinie sanft abwärts bis er etwa eine Tiefe von 200 Meter unter dem Meeresspiegel erreicht. Der Boden der Schelfmeere besteht aus kontinentaler Kruste. Daher gehört er eigentlich zum Festland, auch wenn er von Meerwasser überspült ist.

Küste mit Sandstrand
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Erst viele Kilometer von der Küste entfernt, im Schnitt nach 74 Kilometern, endet der flache Schelfbereich mit der Schelfkante. Von dieser Kante an geht es wie auf einer Rutsche steil nach unten auf etwa vier Kilometer Tiefe. Dieser Steilhang bildet den Übergang zur Tiefsee, in die kein Licht mehr vordringt. Deshalb wachsen dort unten auch keine Pflanzen. Nur einige Tierarten konnten sich, trotz der feindlichen Bedingungen, an diesen Lebensraum anpassen.

Fischschwarm im flachen Wasser
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Inmitten der Ozeane ragen Gebirge in die Höhe, die mittelozeanischen Rücken. Diese Unterwassergebirge ziehen sich über lange Strecken durch alle Weltmeere. An manchen Stellen ragen sie als Inseln über den Meeresspiegel hinaus. Island zum Beispiel liegt direkt auf dem mittelatlantischen Rücken, dem längsten Gebirge der Welt.

Landschaft mit heißen Quellen in Island
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Auch tiefe Gräben durchziehen die Ozeane. Die meisten von ihnen liegen im Pazifik. Zu ihnen gehört der Marianengraben, der tiefste Graben der Welt. Er reicht bis zu 11.034 Meter unter dem Meeresspiegel hinab. Nur zwei Menschen sind jemals dort unten gewesen: Der Meeresforscher Jacques Piccard und sein Begleiter Don Walsh bei ihrer Rekord-Tauchfahrt im Jahr 1960.