Weit entfernt von einem reibungslosen, unvermeidlichen Aufstieg war die Bildung der legendären Anden geradezu explosiv. Als die Gipfel vor Dutzenden von Millionen von Jahren entlang der Westküste Südamerikas in den Himmel stiegen, erschütterte eine neue Studie heftige vulkanische Aktivitäten den Kontinent.
Die Forscher machten die Entdeckung, indem sie die vergrabenen Überreste der tektonischen Platten des Kontinents untersuchten. Und was die Wissenschaftler fanden, überraschte sie.
Die 7.000 Kilometer langen Anden - die längste zusammenhängende Bergkette der Welt - bildeten sich nicht so, wie Wissenschaftler lange gedacht hatten. Zuvor waren Geologen der Ansicht, dass die ozeanische Platte von Nazca, die unter dem östlichen Pazifik liegt, Südamerika stetig und kontinuierlich subtrahiert (untergeschlüpft) hatte, wodurch der Boden anstieg und schließlich die hoch aufragenden Anden entstanden.
"Die Andengebirgsformation ist seit langem ein Paradigma der Plattentektonik", sagte der Co-Autor der Studie, Jonny Wu, Assistenzprofessor für Geologie an der Universität von Houston, in einer Erklärung.
Nachdem die Forscher die unterirdischen Überreste der ozeanischen Platte von Nazca untersucht hatten, die sich etwa 1.500 km unter der Erde befinden, stellten sie fest, dass die Platte keine stetige und kontinuierliche Subduktion durchlief. Vielmehr wurde die Nazca-Platte zeitweise vom Andenrand (dem Ort, an dem sie abgezogen wurde) abgerissen, was zu vulkanischer Aktivität führte, sagten die Forscher.
Um ihre Arbeit zu überprüfen, modellierten die Wissenschaftler die vulkanische Aktivität entlang dieses Randes.
"Wir konnten dieses Modell testen, indem wir das Muster von über 14.000 Vulkanaufzeichnungen entlang der Anden betrachteten", von denen einige auf die Kreidezeit zurückgehen, sagte Wu.
Unterirdische Hinweise
Die Überreste der subduzierten Nazca-Platte befinden sich weit unter der Erde. Wie haben die Wissenschaftler sie untersucht?
Wenn sich tektonische Platten unter der Erde bewegen - das heißt, wenn sie unter die Erdkruste kriechen und in den Erdmantel eintreten - sinken sie zum Kern hin, ähnlich wie abgefallene Blätter, die auf den Grund eines Sees sinken. Aber diese sinkenden Platten behalten einen Teil ihrer Form bei und geben Hinweise darauf, wie die Erdoberfläche vor Millionen von Jahren aussah. Im Fall der Nazca-Platte gingen mehr als 5.500 km Lithosphäre, der äußere, starre Teil der Kruste und des oberen Mantels, für den Mantel verloren, sagten die Forscher.
Wissenschaftler können diese Platten mithilfe von Daten aus Erdbebenwellen abbilden, ähnlich wie ein Computertomographie-Scan (CT) es Ärzten ermöglicht, die Innenseiten eines Patienten zu sehen.
"Wir haben versucht, genauer als je zuvor in die Vergangenheit zu reisen. Dies hat zu mehr Details geführt, als bisher für möglich gehalten wurde", sagte Wu. "Wir haben es geschafft, in das Zeitalter der Dinosaurier zurückzukehren."
Im Fall dieser Studie konnten die Forscher nach Analyse dieser unterirdischen tektonischen Reste die Entstehung der Anden zusammenfassen. Die subduzierende Nazca-Platte schlug in eine Übergangszone oder eine diskontinuierliche Schicht im Mantel ein, was die Bewegung der Platte verlangsamte und eine Ansammlung darüber verursachte, sagten die Forscher in der Erklärung.
Ihr Modell legt nahe, dass die Strömungsphase der Nazca-Subduktion im heutigen Peru in der späten Kreidezeit vor etwa 80 Millionen Jahren begann, schrieben die Forscher in der Studie. Dann bewegte sich die Subduktion nach Süden und erreichte vor etwa 55 Millionen Jahren durch das frühe Känozoikum die südlichen Anden in Chile.
"Im Gegensatz zum aktuellen Paradigma war die Subduktion von Nazca seit dem Mesozoikum nicht vollständig kontinuierlich, sondern umfasste episodisch divergierende Phasen", schrieben die Forscher in der Studie.
