Studie zu tektonischem KipppunktAfrika bricht schneller auseinander als bisher gedacht
Im ostafrikanischen Grabenbruchsystem läuft ein Prozess, der Afrika langfristig in zwei Teile zerreißen könnte. Eine neue Studie zeigt nun: Im Turkana-Graben ist die Erdkruste bereits viel dünner, als Geologen bisher annahmen.
Der Turkana-Graben in Ostafrika ist einer der berühmtesten Fundorte der Menschheitsgeschichte. Hier wurden der "Turkana Boy", ein 1,6 Millionen Jahre altes Skelett eines jugendlichen Homo erectus, und mehr als 1200 weitere Fossilien von Vor- und Frühmenschen entdeckt. Nun zeigt eine neue Studie, die im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlicht wurde, dass die Erdkruste in dieser Region deutlich dünner ist als bislang gedacht - ein Zeichen dafür, dass der Kontinent dort bereits weiter auseinanderreißt, als Forscher bisher annahmen.
Das Team um Christian Rowan von der Columbia University untersuchte den Turkana-Graben mit hochauflösenden seismischen Messungen und kombinierte diese mit Geländebeobachtungen. Das Ergebnis: Im Zentrum des Grabenbruchs ist die Erdkruste nur noch rund 13 Kilometer dick. Weiter außerhalb misst sie mehr als 35 Kilometer. Die Studie erschien in Nature Communications.
"Wir haben festgestellt, dass das Auseinanderbrechen in dieser Zone weiter fortgeschritten ist und die Kruste dünner ist, als irgendjemand erkannt hatte", sagt Studienleiter Rowan laut einer Mitteilung. Ostafrika sei "im Prozess der Grabenbildung weiter fortgeschritten als bislang gedacht".
Ein Kontinent wird langsam in zwei Teile gezogen
Der Turkana-Graben erstreckt sich über rund 500 Kilometer durch Kenia und Äthiopien und ist Teil des sogenannten Ostafrikanischen Grabenbruchsystems. Dort treffen mehrere tektonische Platten aufeinander, zwei von ihnen driften im Bereich des Turkana-Grabens auseinander. Dieser Prozess wird langfristig dazu führen, dass sich Ostafrika vom restlichen Kontinent trennt - und zwischen beiden Landmassen ein neuer Ozean entsteht.
Noch ist das kein Szenario für die nahe Zukunft. Der Riss begann vor rund 45 Millionen Jahren, und bis zur tatsächlichen Aufspaltung dürften noch einige Millionen Jahre vergehen. Für Menschen ist das zwar kaum vorstellbar lang - für die Erde ist es dagegen eher ein kurzer Augenblick.
Die neue Studie liefert einen seltenen Einblick in eine entscheidende Phase dieses Prozesses. Die Forschenden sprechen von "Necking" - einer Art Ausdünnung der Erdkruste, wenn sie auseinandergezogen wird. Rowan vergleicht das mit einem Kaubonbon, das an beiden Enden gezogen wird: In der Mitte wird es länger, schmaler und schwächer. Genau das scheint im Turkana-Graben zu geschehen. "Je dünner die Kruste wird, desto schwächer wird sie, was die fortschreitende Spaltung begünstigt", sagt Rowan. Co-Autorin Anne Bécel vom Lamont-Doherty Earth Observatory spricht sogar von einem "kritischen Schwellenwert".
Ein Sonderfall unter den Grabenbrüchen
Damit ist der Turkana-Graben für Geologen ein Glücksfall. Nach Einschätzung der Autoren ist er weltweit der erste identifizierte kontinentale Graben, der sich derzeit in einer solchen Necking-Phase befindet. "Wir haben nun einen Platz in der ersten Reihe, um eine entscheidende Phase der Grabenbildung zu beobachten, die alle Grabenränder weltweit grundlegend geprägt hat", sagt Rowans Kollege Folarin Kolawole. Zugleich rüttelt die Studie an älteren Vorstellungen darüber, wie Kontinente zerbrechen. Denn das Team fand auch Hinweise auf frühere tektonische Prozesse, die die Kruste in der Region offenbar schon vorher geschwächt hatten.
Die geologischen Befunde könnten auch erklären, warum ausgerechnet der Turkana-Graben zu einer so reichen Fossilienkammer der Menschheitsgeschichte wurde. Lange galt die Region vor allem als besonderer Evolutionsraum für frühe Hominiden. Die neue Arbeit legt nahe, dass sie womöglich nicht unbedingt mehr Vorfahren beherbergte als andere Teile Afrikas - aber deutlich bessere Bedingungen, um deren Überreste zu bewahren.
Denn mit dem Einsetzen des Necking vor rund vier Millionen Jahren senkte sich die Region ab. Dadurch sammelten sich feinkörnige Sedimente besonders schnell an - ideale Bedingungen, um Knochen und andere Überreste einzubetten und über lange Zeit zu konservieren.