Eine Wolke aus heißem Gestein spaltet Afrikas Grabenbruch

Galt Amerika früher als das „neue Land“, ist die Erdoberfläche heute nahezu komplett erforscht. Dennoch gibt es Regionen, in denen im wahrsten Sinne des Wortes neues Land entsteht, beispielsweise unter dem Wasser am Mittelatlantischen Rücken und an Land im Ostafrikanischen Grabenbruch.

Normalerweise treiben die kontinentalen Platten dort beständig voneinander weg, sodass aufsteigendes Gestein aus der Tiefe an die Oberfläche gelangt und neue Erdkruste bildet. In Afrika beobachteten Forscher jedoch eine weitere, bislang mysteriöse Bewegungsrichtung. Nun haben sie auch eine wortwörtlich „heiße“ Erklärung.

Kleinste Verschiebungen auf 3.500 Kilometer Länge

Aus der weltweiten Plattentektonik sticht besonders eine Region hervor, der Ostafrikanische Graben. Er ist die größte aktive Verwerfung an Land und erstreckt sich über etwa 3.500 Kilometer vom Roten Meer bis nach Mosambik.

Wie eine neue Studie zeigt, ist auch sein Antrieb einzigartig, denn eine riesige, aus dem Erdkern aufsteigende Wolke glühend heißen Gesteins scheint den Kontinent nicht nur zu spalten, sondern auch entlang des Grabenbruchs zu verschieben.

Die Bewegung beschreibt Sarah Stamps, Professorin für Geowissenschaften am Virginia Tech College of Science, als eine Mischung aus Dehnung und Brechen und vergleicht sie mit Knetmasse:

„Wenn man Knete langsam auseinanderzieht, dehnt sie sich, schlägt man jedoch mit einem Hammer darauf, kann sie tatsächlich brechen.“ So müsse man sich auch die Erdkruste vorstellen. Auf verschiedenen Zeitskalen verhält sie sich unterschiedlich, erklärt die Geophysikerin. Allerdings verläuft die Verformung in der Regel senkrecht zum Graben, sprich in Zug- oder Schlagrichtung der Knete.

Die Oberflächenbewegungen in Ostafrika sind hingegen „recht ungewöhnlich und wurden bisher nirgendwo anders beobachtet“, sagte Stamps gegenüber „Live Science“. Gemeinsam mit ihrem ehemaligen Doktoranden Tahiry Rajaonarison untersuchte sie zwölf Jahre lang jede Bewegung der Landmassen bis in den Millimeterbereich.

Superheißes Gestein treibt den Grabenbruch

Anhand GPS-Daten und eines von Rajaonarison entwickelten Modells der Strömungen im Erdinneren lieferten sie bereits Ende März in der Fachzeitschrift „Journal of Geophysical Research Solid Earth“ eine mögliche Erklärung für die verschiedenen Bewegungsrichtungen.

Einerseits werde sie von einer steten Konvektion, dem Aufstieg und Abstieg von geschmolzenem Material, angetrieben. Andererseits steige eine Blase aus superheißem Gestein unter Südwestafrika auf und schwimme auf dem übrigen Material in nordöstliche Richtung unter dem Kontinent, wobei sie immer flacher wird, je weiter sie nach Norden vordringt.

Ähnliche Konstellationen – wenn kontinentale Platten über eine sogenannte „Superplume“ treiben – haben die Inselketten von Hawaii und die Galapagosinseln erschaffen. Dabei hat sich das heiße Gestein einen Weg durch die Erdkruste geschmolzen und neue Inseln gebildet, bis sich die Erde weiterbewegt hat und der Prozess von Neuem begann. Allerdings ist es nicht die Blase, die sich bewegt, sondern vielmehr die gesamte Erdkruste.

„Wir sagen, dass der Mantelfluss nicht die Ost-West-Richtung, die senkrecht zum Graben verläuft, antreibt, sondern dass er möglicherweise die anomale Deformation nach Norden parallel zum Rift verursacht“, fasst Rajaonarison die Ergebnisse zusammen. „Wir haben frühere Vermutungen bestätigt, dass die Konvektion den Graben vorantreibt, aber wir bringen neue Erkenntnisse darüber, dass anomale Deformationen in Ostafrika auftreten können.“