Gestein aus 100 Kilometer TiefeVersunkener Kontinent taucht in Bulgarien auf
Ein Gebirge in Bulgarien könnte wie ein "Aufzug" aus dem Erdmantel emporgestiegen sein. Laut Geologen handelt es sich dabei um ein Stück eines lange verschollenen Kontinents. Ihre Modelle zeigen, wie das Gestein die darüberliegende Erdkruste durchbrach.
Tief unter Südeuropa liegt ein versunkener Kontinent: Greater Adria. Vor rund 100 Millionen Jahren tauchte dieses Krustenstück unter die europäische Platte ab. Nun zeigen neue Analysen, dass ein Fragment des abgetauchten Kontinents im bulgarischen Rhodopen-Gebirge wieder an die Oberfläche gelangt ist - offenbar auf ungewöhnlich direktem Weg.
Geologen der TU Bergakademie Freiberg berichten im Fachjournal "Geology", dass Teile der Rhodopen wie in einem geologischen "Aufzug" senkrecht aus dem Erdmantel aufgestiegen sein könnten. Dieser Prozess, eine sogenannte vertikale Extrusion, habe vor etwa 40 bis 45 Millionen Jahren die Erdkruste durchbrochen.
Der Süden Europas ist seit Jahrmillionen von der Kollision der afrikanischen mit der europäischen Platte geprägt. Das Resultat ist ein tektonisches Mosaik aus übereinandergeschobenen Gesteinspaketen, versunkenen Ozeanplatten und fragmentierten Mikrokontinenten - besonders interessant für Geologen. Iskander Muldashev und Thorsten Nagel hatten daher Gesteine aus den Rhodopen im Süden Bulgariens untersucht. Die Analysen zeigten dabei Ungewöhnliches: "Mineralogische Untersuchungen belegen, dass große Teile der Rhodopen in Tiefen bis zu 100 Kilometern versenkt wurden", berichtet Co-Studienautor Nagel. Solche Tiefen liegen demnach im oberen Erdmantel. Das bedeutet: Die heute sichtbaren Gesteine müssen nach ihrer Versenkung wieder aufgestiegen sein.
Bemerkenswert sei auch der Zeitpunkt dieses Prozesses. "Isotopengeochemische Daten zeigen, dass dieser Prozess vor zirka 40 bis 45 Millionen Jahren stattfand", so Nagel. Zu diesem Zeitpunkt war Greater Adria längst unter Europa abgetaucht - und die Rhodopen liegen zudem weit entfernt von der damaligen Subduktionszone.
Aufstieg trotz tektonischer Widerstände
Wie konnte das Mantelgestein dort wieder an die Oberfläche gelangen? Mithilfe von Computermodellen simulierten die Geologen mögliche Szenarien. Ihre Hypothese: Ein Stück der abgesunkenen Erdplatte könnte sich tief im Erdmantel von der Hauptplatte gelöst haben - und später wieder nach oben gedrückt worden sein, bis es durch die darüberliegende europäische Erdkruste hindurch an die Oberfläche gelangte.
"Unter bestimmten Bedingungen können große Krustenteile bis in den Mantel subduziert werden, von der Platte abbrechen und dann durch die Lithosphäre (feste äußere Hülle der Erde, Anm. d. Red.) der oberen Platte aufsteigen - trotz beträchtlicher tektonischer Widerstände", erklären die Autoren. Das aufsteigende Fragment habe demnach ausreichend Auftrieb besessen, um die darüberliegende Kruste seitlich auseinanderzudrücken und sich vertikal nach oben durchzuarbeiten.
Verdickte Lithosphäre als Indiz
Die Modellrechnungen zeigen laut Studie, dass der Auftrieb der unter den Balkan abgetauchten Platte groß genug gewesen sei, um die überlagernde Kruste gegen horizontale Spannungen auseinanderzudrücken. Dabei sei nicht nur das tief versenkte Krustenstück wieder an die Oberfläche gelangt. Die vertikale Extrusion habe auch die Lithosphäre unter den Rhodopen verdickt - dort seien nun Krustenteile zweier Erdplatten miteinander vermischt.
"Die Resultate unserer Modellierung stützen die Annahme, dass die unteren Teile des metamorphischen Rhodopen-Komplexes von der subduzierten Adria-Platte stammen", schreiben die Geologen. Die ungewöhnlich große Mächtigkeit der Lithosphäre unter dem Gebirge sei "ein weiterer Hinweis darauf, dass große Mengen von Material aus der Tiefe nach oben kamen und in die darüberliegende europäische Kruste eindrangen", so Nagel.