Die Erde kippt

Die Erde sucht ihr Gleichgewicht, sie kippt. Riesige Gesteinswobbel im Bauch des Planeten sorgen für Unwucht. Mit einer neuen Methode haben Geoforscher um Bernhard Steinberger vom Helmholtz-Zentrum Potsdam GFZ das Taumeln des Planeten berechnet.

Ihre Studie zeigt, dass die Erde zweimal in den vergangenen 100 Millionen Jahren so stark gekippt ist, dass Kontinente in neuen Klimazonen lagen. Und derzeit neige sich der Planet erneut. Experten sprechen von Echter Polwanderung - denn die Erde kippte gegenüber ihren Drehpolen.

Zwei solche dramatischen Neigungen meinten Wissenschaftler zuvor bereits nachgewiesen zu haben: Vor 320 Millionen Jahren ist der Planet Studien zufolge um 18 Grad verrutscht. Deutschland würde nach einem solchen Ereignis auf der Höhe der Sahara liegen. Vor 550 Millionen Jahren, just als höheres Leben entstand, scheint der Planet ebenfalls gekippt zu sein. Nordamerika etwa schob sich damals offenbar tief aus dem Süden auf den Äquator.

Die Spur der Vulkane

Steinberger und seine Kollegen Pavel Doubrovine und Trond Torsvik von der Universität Oslo haben die Bewegung der Kontinente neu vermessen. Das größte Problem dabei war, die Verschiebung einzelner Erdplatten von der Bewegung der gesamten Erde zu unterscheiden. Zeigen geologische Spuren, dass einst alle Platten in dieselbe Richtung gerutscht sind, deuten Experten das als Beleg für das Kippen des Planeten. Das Forscherteam konnte nun die Wege der Erdplatten anhand der Bewegungen des darunter liegenden zähflüssigen Erdmantels rekonstruieren.

Als beste Spuren der Krustenplatten eignen sich sogenannte Hot-Spot-Vulkane: Im Pazifik etwa verrät die Inselkette von Hawaii, in welche Richtung sich der Meeresboden verschoben hat: Die Erdplatte rutscht über eine Magmaquelle, die einem Schweißbrenner gleich Vulkane in den Meeresboden brennt. Die Vulkane erlöschen, sobald die Plattendrift sie vom Magma weggeschoben hat - so entstanden die Hawaii-Inseln. Ihre Spur zeichnet die Bewegungsrichtung des Meeresbodens nach.

Steinberger und seine Kollegen haben aber festgestellt, dass sich nicht nur der Meeresboden verschiebt, sondern auch die Magmaquelle darunter. "Das zeigen unsere Computersimulationen", berichtet der Forscher. Grundlage der Simulationen waren Erdbebenwellen, die das Innere des Planeten quasi durchleuchtet haben - sie offenbaren Strömungen zähflüssiger Gesteinsmasse unter den Erdplatten, die die Platten mitschleppt wie Flöße, die auf ihm schwimmen.

Gewaltige Blasen

Überprüft hätten sie ihre Simulationen der Erdplattenbewegungen, indem sie die Ergebnisse mit geologischen Daten der Erdgeschichte abglichen, berichtet Steinberger. Die Ausrichtung magnetischer Minerale etwa verrät die Drift der Kruste an manchen Orten. Ihre Simulationen offenbarten die Bewegungen auf der Erde bis zu 120 Millionen Jahre zurück, schreiben die Forscher.

Das Ergebnis lässt staunen: Um neun Grad sei der Planet jeweils vor 90 bis 60 und vor 60 bis 40 Millionen Jahren gekippt. Die Simulationen zeigten für jene Zeiten, dass sich nicht nur die Erdkruste, sondern auch der drunter liegende Mantel gegenüber den Drehpolen stetig verschoben hat - das unterstreiche ihr Ergebnis, meinen die Wissenschaftler.

Ursache für die Kipp-Ereignisse waren den Daten zufolge vor allem zwei riesige Wobbel im Bauch der Erde, die noch heute für Unwucht sorgen: Unter Afrika und unter dem Pazifik zeigt die Durchleuchtung mit Erdbebenwellen zwei gewaltige Blasen geschmolzenen Gesteins. Sie haben sich im Laufe der Jahrmillionen mittlerweile in der Nähe des Äquators eingependelt.

Doch noch immer sorgten die beiden Riesenwobbel für Ungleichgewicht - sie ließen die Erde noch heute schwanken, berichtet Steinberger: Der Planet kippt aber derzeit sehr gemächlich - er neigt sich mit 0,2 Breitengraden pro Jahrmillion.