Geologie Bockende Platten

Erdbeben haben einige der eindrucksvollsten Landschaften auf unserem „Blauen Planeten“ entstehen lassen. Seit mehreren Milliarden Jahren, also lange bevor der Mensch die Bühne der Evolution betrat und sich in seismisch aktiven Zonen niederließ, sind diese Zuckungen der Erdrinde einer der kräftigsten Motoren für die Entstehung von Gebirgen. Die Alpen, der Himalaja, die Rocky Mountains, ja fast alle Faltengebirge der Erde sind „Kinder“ von Erdbeben.

Kaum eine populärwissenschaftliche Abhandlung über die moderne Plattentektonik kommt ohne den Vergleich mit einem Autounfall aus. Die Gebirge, so heißt es, seien eine Folge der Kollision von zwei großen, auf dem Erdmantel schwimmenden Lithosphären-Platten. So wie sich die Knautschzonen von Fahrzeugen bei einem Zusammenstoß verformten, entstünden auch die Gebirge. Bei der Kollision der großen Erdkrustenplatten würden mächtige Gesteinsschollen zu Bergen und Tälern verbogen.

Wie alle Vergleiche hinkt auch diese Analogie - im Detail betrachtet, ist sie sogar falsch. Gebirge entstehen nämlich nicht mit der Wucht einer einzigen Karambolage. Vielmehr wachsen sie allmählich und in kleinen unregelmäßigen Schritten im Laufe von Dutzenden von Millionen Jahren. Jede dieser ruckartigen, unsteten Bewegungen ist ein Erdbeben, und jedes dieser Beben trägt oft nur mit wenigen Zentimetern zum Wachstum eines Gebirges bei.

Der Pazifik wandert nach Nordwesten

Am Beispiel des kalifornischen Küstengebirges läßt sich dieser Vorgang verdeutlichen. Dort wo sich der „Highway 1“, eine der Traumstraßen Amerikas, in weiten Bögen schwindelnd hoch durch die Kliffs der Pazifikküste windet, bestimmt die San-Andreas-Verwerfung das geologische Geschehen. Seit etwa 29 Millionen Jahren verschieben sich entlang dieser Linie die pazifische und die nordamerikanische Lithosphärenplatte. Der Pazifik bewegt sich dabei im langjährigen Durchschnitt mit einer Geschwindigkeit von etwa fünf Zentimetern pro Jahr nach Nordwesten. Diese Bewegung ist aber kein sanftes Gleiten. Vielmehr schrammen die beiden Platten aneinander, sie verhaken sich und bocken dann immer wieder auf wie ein Rodeohengst, der seinen Reiter abwerfen will.

Die Plattenbewegung verläuft also ruckartig, und bei jedem Ruck schnappen die beiden Schollen an einem Teil der Verwerfung auseinander und verhaken sich dann wieder ineinander. Jeder Ruck ist ein Erdbeben, und Geowissenschaftler können bei jedem Ruck messen, in welcher Richtung und um welchen Betrag sich die beiden Schollen gegeneinander verschoben haben. In Kalifornien verläuft diese Verschiebung hauptsächlich horizontal entlang der San-Andreas-Verwerfung. Bei einem kleinen Ruck kann die Verschiebung nur wenige Zentimeter betragen, bei schweren Erdbeben verschieben sich die Schollen dagegen um ein Dutzend Meter oder mehr. Aus der Summe dieser einzelnen Verschiebungen leiten die Forscher dann die durchschnittliche Bewegung der Platten über Jahrmillionen ab. Nach solchen Berechnungen haben sich in Kalifornien die beiden Platten im Laufe der Erdgeschichte um mehr als 560 Kilometer gegeneinander verschoben.

Aber bei allen Erdbeben im Westen Nordamerikas verläuft die Bewegung der Gesteinschollen nicht ausschließlich horizontal. Bei jedem Ruck verschieben sich die Schollen auch um wenige Millimeter bis einige Dutzend Zentimeter in vertikaler Richtung. Aus der Summe dieser aufwärts gerichteten Bewegungen entsteht dann so etwas wie eine Treppe. Stufenartig schiebt sich mit jedem Erdstoß eine der beiden Schollen über die andere. Jedes neue Beben fügt eine weitere, wenngleich oft winzig kleine Stufe hinzu. Dieser vertikale Bewegungsbetrag macht in Kalifornien nur einen Bruchteil der horizontalen Verschiebung aus, im Laufe von Jahrmillionen summiert sich dieser Vorgang aber auch zu Verschiebungen von einigen tausend Metern. Daß sich die „Treppe“ des zentralkalifornischen Küstengebirges dennoch nur maximal 1787 Meter hoch erhebt, liegt nicht etwa daran, daß diese Aufwärtsbewegung zum Stillstand gekommen wäre. Vielmehr trägt die Erosion, also der Regen und zum geringen Teil der Wind, die durch die Erdbeben entstehenden Berge ab.

Alpen und Himalaja aus Erddruck gewachsen

Die Alpen und der Himalaja sind im Vergleich zu den Hügeln entlang der Küste Kaliforniens wesentlich mächtigere Gebirge. Der Grund dafür ist, daß die Bewegungen bei den meisten Erdbeben in diesen Gebieten nur eine recht kleine Komponente in der Horizontalen haben. Der größte Teil eines jeden seismischen Rucks äußert sich dort als Verschiebung der Gesteinsschollen in vertikaler Richtung. Berechnet man die Verschiebungsraten im Laufe der jüngeren Erdgeschichte, müßten auch die Alpen und der Himalaja viel höher sein, als sie es sind, aber in diesen Gegenden ist die Erosion noch stärker als in Kalifornien, so daß die Gebirge wesentlich schneller abgetragen werden.

Die Alpen sind die Folge der bei der Kollision Afrikas und Europas hervorgerufenen Erdbeben. Der Himalaja entstand, weil sich die indische Platte mit einer Geschwindigkeit von etwa vier Zentimetern im Jahr nach Norden schiebt und dabei auf einer mehr als 2500 Kilometer breiten Front den eurasischen Kontinent rammt. Der Himalaja wuchs in schwindelerregende Höhen, weil seit etwa 50 Millionen Jahren dort jedes Erdbeben der „Gebirgstreppe“ eine weitere Stufe hinzufügte. Auch bei dem Beben vom Samstag in Kaschmir handelt es sich um eine sogenannte Aufschiebung, bei der sich der westliche Himalaja ein wenig hob. Wie groß diese Verschiebung genau war, wird zur Zeit noch in den Erdbebenwarten berechnet.

Mount Everest kleiner als gedacht

Daß chinesische Landvermesser am Wochenende bekanntgaben, der höchste Berg in der Himalaja-Kette, der Mount Everest, sei gar nicht so hoch wie bislang angenommen, hat nichts mit dem Erdbeben in Kaschmir zu tun oder damit, daß die mächtige Bergkette geschrumpft wäre. Vielmehr hatten Mitarbeiter des staatlichen Vermessungsamtes Chinas gerade eine Expedition auf den „Gipfel der Welt“ abgeschlossen. Ziel dieses Unternehmens war es, den höchsten Punkt der Erde genau zu vermessen.

Die chinesischen Geodäten fanden heraus, daß der Gipfel des Everest „nur“ 8844,43 Meter und nicht, wie vor einigen Jahren von amerikanischen Forschern gemessen, 8850 Meter hoch über dem Meeresspiegel liegt. Diese Differenz ist nicht auf tektonische Ursachen zurückzuführen, sondern vielmehr darauf, daß absolute geodätische Messungen unter den extremen Wetterbedingungen im Himalaja außergewöhnlich schwierig sind. Der Unterschied zwischen den beiden Messungen von 5,57 Metern mag auf den ersten Blick groß erscheinen, prozentual liegen die beiden Werte aber nur um 0,6 Promille auseinander - man fragt sich, ob die meisten Grundstücke im deutschen Katasterwesen mit einer ähnlich hohen Präzision vermessen sind.