Gebirgsbildung: Entstehung und Formung

Die feste Außenhülle der Erde ist in Platten geteilt. Diese bestehen aus der Erdkruste und dem obersten festen Teil des Erdmantels. Die Erdkruste ist die äußerste Gesteinsschicht. Der Erdmantel liegt darunter. Plattenkonvergenz bedeutet, dass sich Platten aufeinander zubewegen. Kurz heißt das auch Konvergenz.

Eine Platte kann kontinentale und ozeanische Teile besitzen. Kontinentale Teile gehören zu den Kontinenten, also den großen Festlandgebieten. Ozeanische Teile bilden den festen Untergrund tiefer Ozeane, also großer Weltmeere. Ozeanische Plattenteile können insgesamt dichter sein als der Erdmantel darunter. Dichter bedeutet: Ein gleich großes Stück ist schwerer. Deshalb können solche Plattenteile in den Erdmantel absinken.

Trifft ein ozeanischer auf einen kontinentalen Plattenteil, kann der ozeanische Teil unter den anderen abtauchen. Dieses Abtauchen heißt Subduktion. Bei einer Kontinentkollision stoßen dagegen zwei kontinentale Teile zusammen. Sie sind weniger dicht als der Erdmantel und bleiben deshalb eher oben. Die Erdkruste wird zusammengeschoben und dicker. Gestein kann nach oben oder zur Seite ausweichen. Schichten können sich dabei verbiegen. So kann ein Gebirge entstehen. Daraus folgt aber nicht, dass kontinentale Teile grundsätzlich niemals unter andere Teile geraten können.

Der Schweizerische Erdbebendienst erforscht Erdbeben und beschreibt auch die Entstehung der Alpen. Nach seiner Darstellung lässt sich die frühe Alpenentstehung vereinfacht als Folge erklären. Europa und Afrika sind Kontinente. Zwischen ihren Platten lag früher ein Ozean.

Zuerst tauchten ozeanische Plattenteile durch Subduktion ab. Mit dem Verschwinden des ozeanischen Untergrunds schloss sich der Ozean. Danach stießen kontinentale Teile zusammen: Teile der europäischen Platte trafen auf Teile auf der afrikanischen Seite. Besonders wichtig war dabei die adriatische Platte, eine kleinere beteiligte Platte.

Bei dieser Kollision wurde Gestein zusammengeschoben. Die Kruste wurde dicker, Schichten wurden gefaltet und Gestein wurde nach oben gedrückt. Dadurch bildeten sich die ersten Alpen. Hebung bedeutet, dass Gestein nach oben bewegt wird.

Diese Reihenfolge erklärt die frühe Entstehung vereinfacht. Später wirkten Hebung und Abtragung gemeinsam weiter. Abtragung bedeutet, dass Gestein an der Oberfläche entfernt wird. Sie begann nicht erst, nachdem jede Hebung beendet war.

Hebung bewegt Gestein nach oben. Abtragung, auch Erosion genannt, entfernt Gestein von der Oberfläche und trägt es fort. Wasser, Eis und Wind können daran beteiligt sein. Dadurch können Täler tiefer und Hänge anders geformt werden. Hebung und Abtragung können gleichzeitig wirken.

Für die Alpen beschreibt der Schweizerische Erdbebendienst außerdem eine dicke Krustenwurzel. Das ist ein tief nach unten reichender Teil der Erdkruste unter dem Gebirge. Die leichtere Kruste wird vom dichteren Material darunter getragen. Wird oben Gestein abgetragen, nimmt die Last ab. Die entlastete Kruste kann deshalb weiter nach oben steigen. Auch so können Abtragung und Hebung zusammenwirken.

Um eine Höhenänderung zu verstehen, nutzen wir ein vereinfachtes Rechenmodell. Wir betrachten denselben Ort und denselben Zeitraum. Verglichen wird die Höhe der Oberfläche am Ende mit ihrer Höhe am Anfang. Ist die Hebung größer als die Abtragung, liegt die Oberfläche danach höher. Sind beide gleich groß, bleibt sie gleich hoch. Ist die Abtragung größer, liegt sie danach tiefer. Hebung allein verrät deshalb noch nicht, wie sich die Oberflächenhöhe ändert.

In den folgenden Rechenmodellen sind alle Werte erfunden. Sie sind keine Messungen und keine typischen Werte der Alpen. Die Einheit cm bedeutet Zentimeter.

Ein Modell ist eine vereinfachte Darstellung. Es zeigt ausgewählte Teile eines Vorgangs und lässt andere weg. Ein Modell mit zwei Platten kann zeigen, wie Zusammenschieben und Faltung zusammenhängen. Für eine vollständige Erklärung der Alpen reicht es aber nicht: Nach der Darstellung des Schweizerischen Erdbebendienstes waren mehrere kleinere Platten beteiligt. Ein Modell mit zwei großen Platten lässt diese Beteiligung weg.

Auch der Zeitpunkt ist wichtig. Ein Rest einer früher abgesunkenen Platte kann tief im Untergrund liegen. Der Schweizerische Erdbebendienst beschreibt einen solchen Rest unter den Alpen. Ein alter Rest belegt früheres Absinken. Er beweist für sich allein nicht, dass heute weitere Plattenteile abtauchen.

Das Deutsche GeoForschungsZentrum ist eine Forschungseinrichtung zur Erde. In einem Bericht über eine Modellstudie von 2022 wird als Ergebnis beschrieben, dass unter den Alpen keine Subduktion mehr stattfindet. Eine Modellstudie untersucht Fragen mit vereinfachten Darstellungen und Berechnungen. Der Bericht nennt zugleich verbleibende Unklarheiten. Die Aussage zur heutigen Subduktion ist deshalb als Ergebnis dieser Untersuchung einzuordnen. Sie widerspricht nicht der früheren Subduktion bei der Alpenentstehung: Ein früherer Vorgang kann enden und Reste hinterlassen.