Die Erde als dynamisches System

Die Erde ist kein statischer, perfekt geformter Himmelskörper. Ihr Schwerefeld, das sogenannte Geoid, weist erhebliche Unregelmäßigkeiten auf. Diese entstehen durch die ungleichmäßige Verteilung von Massen im Erdinneren und an der Oberfläche. Eine der markantesten Anomalien ist die tiefste Senke des nichthydrostatischen Geoids, die sich unter der Antarktis befindet. Hier ist die Schwerkraft schwächer als an jedem anderen Ort der Erde.

Die Wanderung der Geoid-Senke

Vor etwa 70 Millionen Jahren lag die tiefste Senke des Geoids noch unter dem Südatlantik. Durch komplexe geodynamische Prozesse, insbesondere die Verschiebung der irdischen Rotationsachse vor rund 50 Millionen Jahren, verlagerte sich diese Senke unter die Antarktis. Diese Polwanderung führte zu Veränderungen in den Mantelströmungen und beeinflusste somit das Schwerefeld der Erde. Die Senke vertiefte sich in dieser Zeit um etwa 30 Prozent und wurde zur dominanten Anomalie im globalen Geoid.

Der Einfluss von Mantelaufströmen

Ein entscheidender Faktor für die heutige Ausprägung der antarktischen Geoid-Senke ist ein Mantelaufstrom unter der Ross-Bucht. Dieser Aufstrom transportiert heißes, leichtes Material aus dem unteren Erdmantel an die Oberfläche. Dadurch verringert sich die Dichte des Gesteins unter der Antarktis, was zu einer Abnahme der Schwerkraft führt. Die Studie von Glišovic und Forte zeigt, dass dieser Prozess in den letzten 40 Millionen Jahren die Senke kontinuierlich vertieft hat.

Wechselwirkungen im Erdmantel

Die Entstehung der Geoid-Senke ist eng mit den Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Schichten des Erdmantels verbunden. Ursprünglich transportierte eine Mantelströmung dichtes, schweres Gestein von einer Subduktionszone im Südatlantik in den unteren Mantel unter der Antarktis. Diese Ansammlung von schwerem Material erzeugte Turbulenzen, die den Aufstieg von heißem, leichtem Material begünstigten. Diese dynamischen Prozesse sind ein Schlüssel zum Verständnis der heutigen Geoid-Anomalie.

Bedeutung für die Geowissenschaften

Die Erforschung der antarktischen Geoid-Senke liefert wertvolle Einblicke in die geodynamischen Prozesse unseres Planeten. Sie zeigt, wie tiefgreifende Veränderungen im Erdmantel das Schwerefeld und damit auch Oberflächenphänomene wie den Meeresspiegel beeinflussen. Darüber hinaus unterstreicht die Studie die Bedeutung interdisziplinärer Ansätze, die geophysikalische, seismologische und geodynamische Daten integrieren, um ein umfassendes Bild der Erdgeschichte zu zeichnen.