Presseinformation: Was tief unter uns passiert

Nr. 132 - 07.10.2026

Gestein enthüllt unerwarteten Temperaturverlauf bei abtauchenden Erdplatten

(pug) Wenn zwei tektonische Platten aufeinanderprallen, sinkt eine Platte unter die andere ab – ein Vorgang, der als „Subduktion“ bezeichnet wird. In Subduktionszonen nehmen Druck und Temperatur mit zunehmender Versenkungstiefe zu. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die thermische Struktur dieser Zonen komplexer sein könnte als bislang angenommen: Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen hat jetzt ein Gestein untersucht, das Hinweise auf eine bislang unerwartete thermische Entwicklung in der Tiefe liefert. Es war bei halber Versenkungstiefe nur etwa 100 Grad Celsius kühler als bei vollständiger Versenkung und damit weitaus wärmer als erwartet. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.

Die Forschenden untersuchten in Papua-Neuguinea einen sogenannten „Eklogit“ – ein rot-grünes Gestein, das bei Subduktionen unter hohem Druck entsteht. In ihm fanden sie winzige Einschlüsse von Coesit, einem Mineral, das noch höhere Druckbedingungen anzeigt, was als Ultrahochdruck-Metamorphose bezeichnet wird. Diese Einschlüsse legen nahe: Das Gestein sank vor etwa vier Millionen Jahren mindestens 90 Kilometer tief in die Erdkruste und war dabei Temperaturen von etwa 800 Grad Celsius ausgesetzt. Bei halber Versenkungstiefe jedoch, also bei etwa 45 Kilometern, lag die Temperatur nur etwa 100 Grad Celsius unter der Temperatur am Ziel. Das Gestein war damit weitaus wärmer als angenommen. Bei 45 Kilometern herrschte ein hoher Gradient zwischen Temperatur und Druck („heiße Subduktionsphase“), bei 90 Kilometern ein niedriger Gradient, weil die Temperatur kaum gestiegen, aber der Druck deutlich zugenommen hatte („kalte Subduktion“).

Ein möglicher Grund dafür könnte laut dem Team sein, dass sich Gesteine in geringer Tiefe aufgrund der Hitze, die sich beim Aneinanderschieben der Platten entwickelt, wesentlich stärker erwärmen als bisher angenommen. Denkbar sei auch, dass die Subduktionszone noch keine Zeit hatte, sich zu den erwarteten niedrigeren Temperaturen zu entwickeln. Möglich sei auch eine Kombination aus beidem. „Diese Veränderung von heißer zu kalter Subduktion war unerwartet, da sie unseren aktuellen thermischen Modellen von Subduktionszonen widerspricht“, erklärt Dr. Jan Schönig vom Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen. Dies sei laut den Forschenden das erste Mal, dass ein Übergang von geringer in große Tiefe, begleitet vom Wechsel von heißer zu kalter Subduktion, so deutlich nachgewiesen wurde.

In Zukunft kann ein besseres Verständnis über Subduktionsprozesse helfen, Auswirkungen auf Erdbeben, vulkanische Aktivität und wichtige geochemische Kreisläufe wie den langfristigen Kohlenstoffkreislauf zu analysieren. Außerdem trägt dieses Wissen dazu bei, nachzuvollziehen, wie Subduktion über Milliarden von Jahren hinweg ablief und bis heute abläuft.

Die Studie wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Originalveröffentlichung: Schönig, J. S. et al. Geothermal gradient change during subduction recorded by ultrahigh-pressure eclogite. Nature Geoscience (2026). DOI: 10.1038/s41561-026-02110-1

Kontakt:

Dr. Jan Schönig

Georg-August-Universität Göttingen
Geowissenschaftliches Zentrum
Abteilung für Sedimentologie und Umweltgeologie
Goldschmidtstr. 3, 37077 Göttingen
E-Mail: jan.schoenig@uni-goettingen.de
Internet: www.uni-goettingen.de/en/598872.html