Die Wissenschaft nennt es „Pangaea Proxima“. Sie nennen es vielleicht lieber „The Next Big Thing“. Ein Superkontinent ist auf dem Weg, der alle großen Landmassen der Erde umfasst, so dass man von Australien nach Alaska oder von Patagonien nach Skandinavien laufen könnte. Aber es wird etwa 250 Millionen Jahre dauern, bis er entsteht.
Für Christopher Scotese von der Northwestern University in Evanston, Illinois, ist die Tatsache, dass unsere Kontinente nicht stationär sind, verlockend. Wie waren sie in der Vergangenheit angeordnet – und wie werden sie in der Zukunft positioniert sein?
„In fünfzig Millionen Jahren wird Australien in einem viel größeren Ausmaß mit Südostasien kollidieren“, sagt er. Auch Afrika wird direkt an Südeuropa stoßen, während der Atlantik ein viel breiterer Ozean sein wird als heute.
Um all diese Details zu veranschaulichen, hat Scotese eine Animation erstellt, die seine Vorhersagen im Zeitverlauf veranschaulicht.
Er räumt jedoch ein, dass Prognosen für den Zeitraum jenseits von 50 Millionen Jahren in der Zukunft – zu denen auch seine Pangaea-Proxima-Vorhersage gehört – „sehr spekulativ“ sind.
Die Kontinente der Erde ruhen auf einem System von Platten, und diese bewegen sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Einige bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 mm pro Jahr, während andere sich mit der fünffachen Geschwindigkeit bewegen. Dies entspricht in etwa der Geschwindigkeit, mit der menschliche Fingernägel bzw. Haare wachsen.
Heutzutage wird die Bewegung der Platten mit in den Boden eingelassenen Satellitenortungsinstrumenten verfolgt. Aber wir wussten schon lange vor der Erfindung dieser Technologie, dass sich die Platten bewegen. Aber wie? Wie konnten wir jemals erkennen, dass wir auf riesigen, sich verschiebenden Platten stehen, wenn sie sich doch so langsam bewegen und so massiv sind?
Die Idee, dass sich die Kontinente bewegen, reicht Jahrhunderte zurück, aber das erste Mal, dass jemand ernsthafte Beweise für diese Idee vorlegte, war vor 100 Jahren. Dieser Jemand war der deutsche Geophysiker Alfred Wegener.
Für viele Geologen war die Kontinentalverschiebung eine verrückte Idee mit wenig handfesten Beweisen
Er bemerkte bemerkenswerte Ähnlichkeiten zwischen den versteinerten Pflanzen und Tieren, die auf Kontinenten gefunden wurden, die durch riesige Ozeane getrennt waren. Das ließ ihn vermuten, dass diese Kontinente miteinander verbunden waren, als die jetzt versteinerten Arten noch lebten.
Außerdem konnte Wegener, als er sich seine Karten ansah, deutlich erkennen, dass Südamerika und Afrika wie zwei riesige Puzzlestücke waren – sie passten zusammen. Konnte das wirklich nur Zufall sein, oder waren sie vor Millionen von Jahren miteinander verbunden, um dann auseinander zu driften?
Das war der Kern von Wegeners Theorie: Kontinentaldrift. Aber nur wenige Menschen mochten sie.
Für viele Geologen war die Kontinentaldrift eine verrückte Idee, für die es kaum Beweise gab. Wie genau konnten sich massive Kontinente bewegen?
Wegener konnte keine zufriedenstellende Erklärung liefern. Er starb im Jahr 1930. Aber seine Idee lebte weiter, und 20 Jahre später sollte seine Rechtfertigung beginnen.
Südamerika und Afrika waren wie zwei riesige Puzzlestücke – sie passten zusammen
Die entscheidenden Geheimnisse, die die Wahrheit seiner Theorie entschlüsseln würden, waren nicht auf diesen sich bewegenden Kontinenten zu finden. Sie lagen alle unter dem Meer verborgen.
Marie Tharp war eine der ersten, die erkannte, dass Gebirgszüge und riesige Täler nicht nur an Land, sondern auch unter den Ozeanen zu finden waren. In den frühen 1950er Jahren half Tharp bei der Kartierung eines gigantischen unterseeischen Gebirgszuges, der Tausende von Kilometern lang, aber nur wenige Kilometer breit war und sich im Zickzack durch die Mitte des Atlantiks zog.
Ähnliche Gebirgszüge liegen auch unter den Wellen anderer Ozeane. Sie werden seitdem „mittelozeanische Rücken“ genannt – und ihre Entdeckung trug dazu bei, das Denken darüber zu verändern, wie sich die Erdoberfläche gebildet hatte.
Harry Hess, ein amerikanischer Geologe und U-Boot-Kommandant im Zweiten Weltkrieg, erkannte die potenzielle Bedeutung der mittelozeanischen Rücken.
Diese seitliche Bewegung von Gestein … könnte letztlich erklären, warum sich die Kontinente selbst bewegen
Während des Krieges hatte Hess mit Hilfe von Sonar einige Bereiche des Meeresbodens detailliert kartiert. Er stellte fest, dass der Meeresboden bei weitem nicht die flache, strukturlose Landschaft war, für die ihn die meisten Geologen hielten.
Die Entdeckung der mittelozeanischen Rücken passte zu einer Idee, die er entwickelte, nämlich dass sich der Meeresboden ständig, aber sehr langsam, erneuert. Er vermutete, dass heißes Magma entlang der mittelozeanischen Rücken aufstieg und zu Gestein abkühlte. Als dann mehr heißes Magma an den Rücken aufstieg, wurde das kühle Gestein die Rückenflanken hinuntergedrückt, um Platz zu schaffen.
Diese seitliche Bewegung von Gestein, senkrecht zu den mittelozeanischen Rücken, könnte schließlich erklären, warum sich die Kontinente selbst bewegten. Sie wurden durch das Aufsteigen von Magma entlang der mittelozeanischen Rücken verschoben.
Seine Theorie wurde als „Seafloor Spreading“ bekannt. Doch andere Geologen waren skeptisch. Andere Merkmale unter dem Meer lieferten jedoch mehr Anhaltspunkte und brachten die Meinung von Hess allmählich ins Wanken.
Es war einfach der bisher beste Beweis für eine treibende Kraft, die Kontinente verschieben konnte
Viele Gesteine auf der Erde enthalten magnetische Mineralien. Bevor diese Gesteine aus Magma erstarrten, konnten sich diese Mineralien wie winzige Kompassnadeln drehen und sich am Magnetfeld der Erde ausrichten. Nach der Abkühlung wurden die „Kompassnadeln“ an Ort und Stelle eingefroren.
Der kanadische Geologe Lawrence Morley und die britischen Geologen Frederick Vine und Drummond Matthews erkannten, dass dieser Ausrichtungsprozess weitere Beweise für die Ausbreitung des Meeresbodens lieferte.
Gelegentlich dreht sich das Magnetfeld der Erde um: Unsere Kompassnadeln zeigen dann eher in Richtung Antarktis als in Richtung Arktis. Diese Umkehrung zeigt sich in den Gesteinen, aus denen der Meeresboden besteht. Er war „gestreift“, d.h. er war in Balken mit normaler und umgekehrter Polarität angeordnet, die parallel zum mittelozeanischen Rücken verliefen.
Am besten lässt sich dies durch die Ausbreitung des Meeresbodens erklären.
Die Platten sind wie kleine Krustenstücke auf der Suppe
Die magnetischen Mineralien in heißer Lava an einem mittelozeanischen Rücken sind auf das Erdmagnetfeld ausgerichtet und werden dann gefroren, wenn die Lava abkühlt. Während sich das Gestein bildet und dann die Flanken hinunter und vom Rücken weg wandert, bewahrt es eine Aufzeichnung der Veränderungen des Erdmagnetfeldes über Zehntausende von Jahren. Die Untersuchung dieser Aufzeichnungen wird „Paläomagnetismus“ genannt.
Dieser Gedanke erklärt auch, warum die Streifen auf beiden Seiten des Rückens im Allgemeinen spiegelbildlich zueinander sind. Normalerweise trudelt das Gestein auf beiden Seiten des mittelozeanischen Rückens mit der gleichen Geschwindigkeit weg.
Es war einfach der bisher beste Beweis für eine treibende Kraft, die Kontinente verschieben kann. Geologen sind sich heute einig, dass Hess – und vor ihm Wegener – Recht hatten, als sie sich die Geographie der Erde als ständig in Bewegung vorstellten.
„Es ist wie ein großer Suppenkessel“, sagt Susan Hough, Seismologin bei der US Geological Survey in Kalifornien. „Die Platten sind wie kleine Krustenstücke auf der Suppe.“
Die Platten befinden sich in einer Art ewigem Krieg und kämpfen um ihre Position auf der Oberfläche der Erde
Es gibt zwei Schichten in der Erdkruste und dem oberen Erdmantel, die mit dieser Metapher beschrieben werden. Die Lithosphäre – der harte, kühlere Teil der Kruste, einschließlich der Platten selbst – und die Asthenosphäre, in der sich geschmolzenes Gestein in Richtung Lithosphäre bewegt und manchmal an den mittelozeanischen Rücken durchbricht.
Der Boden unter Ihren Füßen ist nicht so felsenfest, wie Sie vielleicht gedacht haben. All diese Konvektion und mechanische Aktivität treibt die Bewegung der Platten an. Sie können aneinander stoßen, aneinander vorbeigleiten oder sich voneinander entfernen. Einige Platten können sogar unter benachbarten Platten begraben oder „subduziert“ werden und ihr Gestein zurück ins Erdinnere „recyceln“.
Die Platten befinden sich in einer Art ewigem Krieg und kämpfen um ihre Position auf der Erdoberfläche.
Wir wissen, dass sich die Platten bewegt haben, aber wie können wir ihre Positionen in der Zeit zurückverfolgen? Scotese hat Animationen erstellt, die zeigen, was wir für die Bewegungen der Kontinente in den letzten 750 Millionen Jahren halten.
„Es ist wie bei einer CSI-Untersuchung“, sagt er. „
Fossilien von Mesosaurus werden nicht nur in Südamerika, sondern auch in Afrika gefunden
Trotz dieser Herausforderung können wir mit ziemlicher Sicherheit 70 Millionen Jahre in die Vergangenheit zurückgehen, meint Scotese. Das liegt daran, dass wir den Fortschritt der Ausbreitung des Meeresbodens recht genau verfolgen können, um herauszufinden, wo die Kontinente früher lagen. Es gibt aber auch andere Arten von geologischen Aufzeichnungen, die uns noch weiter zurückblicken lassen.
Scotese nennt als Beispiel alte fossile Korallenriffe. Vor 300 bis 400 Millionen Jahren wechselte das heutige Nordafrika von den polaren zu den tropischen Breitengraden.
„Wenn man genau hinschaut, kann man genau sehen, wann es diese Grenze von der kalten zur warmen Hemisphärenhälfte überschritt“, erklärt Scotese. „So tauchen zum ersten Mal Korallenriffe auf und beginnen, auf diesen Karbonatplattformen zu wachsen.“
Die Fossilienaufzeichnungen sind in der Tat ein äußerst bedeutsamer Bereich von Beweisen. Das war es natürlich, was Wegener anfangs das Vertrauen in seine Ideen gab.
Als Mesosaurus lebte, war es möglich, zwischen fast zwei beliebigen Punkten auf zwei beliebigen Kontinenten zu wandern
Nehmen wir das Beispiel von Mesosaurus, einer Kreatur, die den heutigen Krokodilen nicht unähnlich ist. Es war ein Süßwasserreptil mit einem langen, kräftigen Kiefer, das zwischen 270 und 300 Millionen Jahren lebte.
Jetzt kommt der seltsame Teil. Fossilien von Mesosaurus werden nicht nur in Südamerika, sondern auch in Afrika gefunden. Er war ein Süßwassertier und hätte niemals den Atlantischen Ozean durchschwimmen können, um auf beiden Kontinenten Kolonien zu bilden. Wie konnten seine Fossilien dann auf beiden Seiten dieses riesigen Ozeans landen?
Die Antwort ist einfach: Vor 300 Millionen Jahren gab es keinen Atlantik. Die beiden Kontinente waren miteinander verbunden, und Mesosaurus musste diese Strecke nicht schwimmen.
Als Mesosaurus lebte, war es tatsächlich möglich, zwischen fast zwei beliebigen Punkten auf zwei beliebigen Kontinenten zu laufen. Alle Landmassen waren im Superkontinent Pangaea vereint – etwas, von dem Scotese annimmt, dass es sich in etwa 250 Millionen Jahren wiederholen wird, wenn sich sein Superkontinent „Pangaea Proxima“ bildet.
Die Existenz des alten Pangaea lässt sich an der Verteilung anderer Fossilien ablesen. Lystrosaurus zum Beispiel war ein riesiger Pflanzenfresser. Seine fossilen Überreste werden heute in Afrika, Indien und sogar in der Antarktis gefunden.
Nach 300 Millionen Jahren werden die alten magnetischen Aufzeichnungen sehr viel lückenhafter
Sogar die Pflanze Glossopteris, ein holziger Strauch, der bis zu 30 m hoch wurde, trägt dazu bei, die Vorstellung zu bestätigen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt alle heutigen Kontinente als Pangaea zusammengepfercht waren.
Fossile Funde von Glossopteris wurden in Südamerika, Afrika, Indien, der Antarktis und Australien entdeckt. Wichtig ist, dass die Samen der Pflanze massiv waren und nicht schwimmen oder vom Wind zu anderen Landmassen geweht werden konnten. Ein Superkontinent, auf dem die Samen über den Landweg verbreitet werden konnten, gilt als einzige glaubwürdige Erklärung.
Allerdings haben alle diese Beweise ihre Grenzen. Jenseits von 300 Millionen Jahren werden die alten magnetischen Aufzeichnungen viel lückenhafter, so dass es schwierig ist, eindeutige Beweise für Kontinentalbewegungen zu finden. Und ab 500 Millionen Jahren, so Scotese, werden auch die fossilen Aufzeichnungen weniger detailliert.
Um vorherzusagen, was in der Zukunft geschehen wird, betrachtet Scotese zunächst, wie sich die Platten heute bewegen, und extrapoliert diese Bewegung dann über die Zeit. Dies ist der einfachste Weg, um eine Vorhersage zu treffen. Aber, fügt er hinzu, nach vielen Millionen Jahren kann man nicht sagen, welche geologischen Ereignisse unvorhergesehene Änderungen dieser Bewegung verursachen könnten.
Die Plattentektonik beschert uns Täler und riesige Gebirgszüge, Erdbeben und Kontinentalgrenzen
„In der plattentektonischen Welt entwickeln sich die Platten langsam und stetig, bis es zu einer dieser plattentektonischen Katastrophen wie Kontinentalkollisionen kommt“, sagt er. „
Verschiedene statistische Modelle bieten eine Reihe von Möglichkeiten, wie die Kontinente in mehr als 100 Millionen Jahren angeordnet sein werden. Aber das liegt so weit in der Zukunft, dass nicht klar ist, wie genau diese Modelle sind.
Allerdings macht es Spaß zu spekulieren, und es trägt dazu bei, die Realität zu bekräftigen, dass die Erde ein aktiver, dynamischer Planet ist, dessen Gesicht sich ständig verändert. Die Plattentektonik bringt uns Täler und riesige Gebirgszüge, Erdbeben und Kontinentalgrenzen. Und es gibt immer noch Rätsel darüber, wie sie funktionieren.
Hough weist darauf hin, dass wir immer noch erforschen, warum das tibetische Plateau, das nördlich des Himalaya liegt, so hoch ist, wie es ist.
Außerdem ist unser Wissen über die Plattentektonik auf anderen Planeten unglaublich begrenzt. Tatsächlich haben wir erst vor kurzem einige Beweise gefunden, die auf Tektonik auf dem Mars und dem Jupitermond Europa hindeuten.
Die Kontinente haben sich wirklich bewegt – und sie haben noch nicht aufgehört
„Man kommt zu einigen interessanten Fragen“, sagt Hough. „Ist es zum Beispiel ein Zufall, dass wir auf einem tektonisch aktiven Planeten leben, oder war das irgendwie wichtig für die Entstehung des Lebens?“
Bisher können wir uns nur wundern. Aber die Plattentektonik war zweifellos für die Entwicklung und Ausbreitung des Lebens auf der Erde von Bedeutung. Die Geheimnisse des sich verschiebenden Bodens unter unseren Füßen wurden größtenteils gelüftet – und das vor allem in den letzten 50 Jahren.
Lange Zeit dachten wir, es gäbe kaum etwas Festes und Stabileres als die Erde unter uns. Doch jetzt wissen wir, dass Wegener im Prinzip recht hatte. Die Kontinente haben sich wirklich bewegt – und sie haben noch nicht aufgehört.
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