Kontinentaldrift

Kernidee und heutige Bedeutung

Die Theorie der Kontinentaldrift, auch Kontinentalverschiebung genannt, beschreibt die langsame Bewegung, Aufspaltung und Vereinigung von Kontinenten. Heute ist die Bewegung der Erdteile Bestandteil der Theorie der Plattentektonik. Der geodynamische Befund ist eindeutig, auch wenn die verursachenden Kräfte weiterhin strittig sind.

Satellitengeodäsie und moderne geodätische Erdmodelle messen an fast allen Kontinentalrändern jährliche Bewegungsraten von etwa 1 bis 10 Zentimetern. Auch innerkontinentale Bruchlinien, etwa im Mittelmeerraum und in Ostafrika, verschieben sich heute. Bei rein geometrischen Modellen der Erdkrustenbewegung spricht man von Plattenkinematik; dabei werden die verursachenden Kräfte nicht betrachtet. Solche Modelle dienen bereits als globale Bezugssysteme. Bekannt ist besonders der internationale Referenzrahmen ITRF, der seit 2000 alle ein bis zwei Jahre an die aktuellen Kontinentalverschiebungen angepasst wird.

Von besonderem Interesse sind Superkontinente, also Landmassen, in denen alle oder fast alle Kontinente vereint sind. Für die Erdgeschichte werden fünf oder sechs Superkontinent-Zyklen postuliert. Allgemein akzeptiert sind jedoch nur der letzte Superkontinent Pangaea und der vorletzte, Rodinia oder Vendium. Wenn die heutigen Bewegungen unvermindert anhalten, könnte Australien in etwa 60 Millionen Jahren mit Asien kollidieren. In ungefähr 300 Millionen Jahren wird die Bildung eines neuen Superkontinents erwartet, der manchmal Pangaea ultima genannt wird.

Von frühen Vermutungen zu Wegeners Theorie

Der früheste und offensichtlichste Hinweis auf Kontinentaldrift ist die Ähnlichkeit der Westküste Afrikas mit der Ostküste Südamerikas. Abraham Ortelius erkannte diese Ähnlichkeit bereits in der Ausgabe seines Atlas von 1596. Ein Hinweis wird häufig auch Sir Francis Bacon im Jahr 1620 zugeschrieben, wobei er sich vermutlich nur auf die Ähnlichkeit bestimmter Westküsten bezog. Theodor Christoph Lilienthal erwog 1756, dass Südamerika und Afrika früher nahe beieinander gelegen haben könnten, und erklärte ihre Trennung mit der biblischen Sintflut. Benjamin Franklin nahm 1782 an, die äußeren festen Bereiche der Erde könnten auf einem dichteren, flüssigen Inneren schwimmen und durch Bewegungen dieser Flüssigkeit zerbrechen.

Alexander von Humboldt beschrieb 1801 und 1845 die Ähnlichkeit der gegenüberliegenden Küsten und ihrer Vegetation. Antonio Snider-Pellegrini veröffentlichte 1858 eine Karte, auf der Alte und Neue Welt ohne trennenden Ozean dargestellt waren. Später wurde die Trennung von Amerika und Afrika auch mit der Entstehung des Mondes aus dem Pazifik verbunden. Eduard Suess erklärte Ähnlichkeiten fossiler Tier- und Pflanzengemeinschaften zunächst durch Landbrücken. Später nahm er zwei ehemals zusammenhängende große Landmassen an und verwendete für die südliche den Namen Gondwana-Land. Dieses habe im Mesozoikum die heutigen Kontinente der südlichen Hemisphäre einschließlich Indien umfasst; zu Beginn des Känozoikums seien große Teile abgesunken und zu Ozeanen geworden.

Vor Wegener vertraten Franklin Coxworthy, Roberto Mantovani, William Henry Pickering und Frank Bursley Taylor Vorstellungen vom Auseinanderbrechen von Urkontinenten. Mantovani erklärte die Bewegung allerdings durch eine Expansion der ozeanischen Bereiche im Sinne der Erdexpansion. Taylor nahm bei konstantem Erdradius eine langsame Drift an und beschrieb unter anderem die Entwicklung des Atlantiks und die Loslösung Grönlands von Nordamerika. Otto Ampferer verwarf 1906 den Fixismus, also die Annahme einer fest mit dem Untergrund verbundenen Erdkruste. Seine Unterströmungstheorie führte Verschiebungen auf Magmenströme, „Einsaugung“ beziehungsweise Subduktion und „Aufquellung“ beziehungsweise Ozeanbodenspreizung zurück.

Alfred Wegener: Belege und Erklärungsproblem

Alfred Wegener veröffentlichte seine Theorie besonders in dem 1915 erschienenen Buch Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. Aus der genauen Passung der Küsten von Südamerika und Afrika schloss er, dass beide Bruchstücke eines früher größeren Kontinents sein könnten. Noch genauer ist die Übereinstimmung, wenn man die Schelfränder, also die unter Wasser liegenden Teile der Kontinente, vergleicht.

Wegener stützte seine Theorie durch Belege aus mehreren Geowissenschaften:

• Faltengürtel und Scherzonen Südamerikas lassen sich mit ähnlichen Gesteinsabfolgen und Deformationsmustern in Afrika vergleichen.
• Diamantlagerstätten in Südamerika und Westafrika weisen geologische Ähnlichkeiten auf.
• Auf allen Südkontinenten finden sich Klima-Zeugen des permo-karbonen Eiszeitalters, darunter gleichgerichtete glaziale Schleifspuren.
• Die Glossopteris-Flora, eine fossile kälteliebende Landpflanze mit zungenförmigen Blättern, war auf allen Südkontinenten verbreitet.
• Fossilien des im Süßwasser lebenden Reptils Mesosaurus kommen in Afrika und Südamerika vor.
• Rundschwanzseekühe leben in Westafrika sowie in Mittel- und Südamerika.

Aus diesen Indizien rekonstruierte Wegener den Superkontinent Pangaea, der alle bekannten Kontinentalmassen umfasste. Er nahm an, dass die leichtere, überwiegend granitische kontinentale Kruste, das „SiAl“, auf dem dichteren basaltischen Untergrund, dem „SiMa“, schwimme – vergleichbar mit einem Eisberg im Meer.

Als Antrieb schlug Wegener astronomische Kräfte vor, darunter die Abbremsung der Erdrotation durch Gezeitenreibung des Mondes, Präzessions- und Gezeitenkräfte sowie die „Polflucht“. Damit bezeichnete er die durch die Erdrotation erzeugte Fliehkraft, die Kontinentalmassen in Richtung Äquator bewegen sollte. Diese Erklärungen erwiesen sich als falsch. Auch Mantovanis Erdexpansionstheorie und Taylors Erklärung durch Gezeitenkräfte des Mondes konnten sich nicht halten. Die Kontinentaldrift wurde deshalb lange abgelehnt, vor allem weil eine plausible Erklärung der Bewegung fehlte. Erst die Erforschung der Plattentektonik ab 1960 führte zur allgemeinen Anerkennung.

Rekonstruktion der vergangenen Kontinentalbewegungen

Die heutigen Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten der großen Platten sind bekannt. Verschiedene geologische und paläobiogeographische Indizien, also Hinweise aus der früheren Verbreitung von Gesteinen, Fossilien und Lebewesen, erlauben außerdem die Rekonstruktion ihrer Wege in der Vergangenheit. Wegen ihrer Trägheit brauchen die Platten Dutzende von Jahrmillionen, um zum Stillstand zu kommen, und noch länger, um ihre Bewegungsrichtung umzukehren.

• Vor etwa 320 Millionen Jahren bestand die Landmasse der Erde im Wesentlichen aus Gondwana und Laurasia.
• Vor rund 250 Millionen Jahren waren beide zum Riesenkontinent Pangaea vereinigt. Pangaea war vom Riesenozean Panthalassa umgeben; von Osten erstreckte sich die Tethys wie eine große Bucht in den Kontinent.
• Vor etwa 135 Millionen Jahren begann die Kontinentalmasse auseinanderzubrechen. Die Tethys öffnete sich weiter nach Westen und trennte den Südkontinent Gondwana ab. Der Nordkontinent zerfiel durch die Öffnung des Nordatlantiks in Nordamerika und Eurasien.
• Bis vor ungefähr 100 Millionen Jahren setzte sich die Aufspaltung fort. Gondwana zerfiel vor allem in Südamerika, Afrika, Indien, Antarktika und Australien. Die Tethys trennte weiterhin Nord- und Südkontinente.

Die zwischen Perm und Jura entstandenen geologischen Schichten ermöglichen die Rekonstruktion Pangaeas. Die Rekonstruktion des am Ende des Präkambriums auseinandergebrochenen Rodinia ist dagegen weniger gut gesichert.

Mögliche Entwicklung der Kontinente

Geologische Beobachtungen zeigen, dass die Platten weiterhin dynamisch sind. Indien wird sich noch einige Zeit unter den Himalaya schieben und möglicherweise vollständig unter Tibet verschwinden. Im Norden könnten die Erhebungen des Mongolischen Plateaus weiter wachsen und sich bis zum Baikalsee eine Gebirgskette ausbilden. Australien driftet rasch nach Norden und könnte sich unter die Sunda-Inseln schieben; diese würden zu einer neuen Gebirgskette anwachsen.

Afrika wird sich wahrscheinlich spalten. Die Somaliaplatte driftet nach Osten, was sich an der Verbreiterung des Ostafrikanischen Grabenbruchs zeigt. Dieser entsteht seit etwa 20 Millionen Jahren und reicht in mehreren Armen von Äthiopien bis Mosambik. Wasser könnte in den Graben eindringen, sodass ein neuer Ozean entsteht; später würde daraus ein mittelozeanischer Rücken werden. Der Atlantik öffnet sich weiter am Mittelatlantischen Rücken, während der Pazifik zunehmend kleiner wird und in ferner Zukunft vollständig verschwinden könnte. Der Pazifik gilt als Überbleibsel von Panthalassa, für dessen frühere Existenz allerdings keine geologischen Nachweise vorliegen.

Eine Extrapolation der heutigen Bewegungen beschreibt folgende mögliche Entwicklungen: In 20 Millionen Jahren könnten sich Ostafrika abspalten, ein neuer Ozean entstehen, Iberia sich von Europa lösen und Australien sowie Neuseeland nordwärts wandern. In 40 Millionen Jahren könnte Afrika die Mittelmeerregion umgestalten, während der Atlantik breiter wird. Nach 50 Millionen Jahren könnte sich Niederkalifornien entlang der San-Andreas-Verwerfung lösen; Nordamerika und Grönland würden zunächst westwärts und anschließend südwärts driften. In 80 Millionen Jahren könnte anstelle des Mittelmeers eine Gebirgskette entstehen, während Australien mit Japan kollidiert und Antarktika auf Australien zusteuert. In 90 Millionen Jahren wären Nord- und Südamerika getrennt, in 150 Millionen Jahren läge Grönland südlich des heutigen Peru bei etwa 30 Grad südlicher Breite. Nach 200 Millionen Jahren könnten Antarktika und Mexiko nahe am Äquator liegen, Ostafrika mit Indien kollidieren, Madagaskar Südostasien erreichen und Südamerika sich um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht haben. Diese Entwicklungen sind hypothetische Extrapolationen und nicht genau vorhersagbar. Als mögliche zukünftige Superkontinente werden Novopangaea und Pangaea Proxima genannt.