Große Diskordanz: Was Mantelmodelle über ihre Entstehung sagen

Die Große Diskordanz könnte durch das Zusammenspiel von Mantelbewegungen und Gletschererosion entstanden und später erhalten geblieben sein. Zu diesem Ergebnis kommen sechs Modellfälle einer am 4. November 2026 in Nature veröffentlichten Studie von Santosh Dhungana und Nicolas Flament. Die Große Diskordanz bezeichnet eine Erosions- oder Ablagerungslücke, an der jüngere Sedimentgesteine auf deutlich älterem Gestein liegen. Wie lange die Lücke dauert, hängt vom Ort ab; die Studie beschreibt Zeiträume von etwa 200 Millionen Jahren oder mehr.

Für die Deutung zählt vor allem die modellierte Abfolge von Hebung und Absenkung. Die genaue Höhe der Bewegung ist wesentlich unsicherer.

Wie Mantelbewegung und Gletschererosion zusammenwirken könnten

Die Studie untersucht, ob eine großräumige Hebung und spätere Absenkung von Kontinenten zur Entstehung und Erhaltung der Diskordanz beigetragen haben könnten. Solche langsamen Oberflächenbewegungen durch Strömungen im Erdmantel werden als dynamische Topografie bezeichnet. Die Autoren verbinden die modellierte Hebung mit der Cryogenischen Vereisung: Gletscher könnten Gestein auch über flaches Gelände hinweg abgetragen haben. Nachfolgende Absenkung hätte dann die Ablagerung jüngerer Sedimente begünstigt.

In dieser Erklärung treten Mantelbewegung und Vereisung zur selben Zeit auf; die Studie führt die Gletscher nicht auf Mantelbewegungen zurück. Auch ein möglicher Beitrag der Erosion zu den Umweltbedingungen rund um die kambrische Diversifizierung bleibt eine weitergehende Folgerung, keine von den Modellen nachgewiesene Ursache.

Was die Modellzeiträume aussagen

Sechs CitcomS-Modellfälle simulieren die Entwicklung des Erdmantels über eine Milliarde Jahre. Für ihre Analyse unterscheidet die Studie ein Fenster für die modellierte Entstehung der Diskordanz von einem späteren Fenster zur Erhaltung. Ma bedeutet „Millionen Jahre vor heute“.

Die Zeiträume sind Analysefenster der Studie und keine einheitlichen Datierungen eines weltweit synchronen Ereignisses. Eine englischsprachige, 30 Sekunden lange Animation von Nicolas Flament veranschaulicht vorhergesagte Veränderungen der dynamischen Topografie:

Warum die Ergebnisse je nach Region variieren

Für Laurentia, den alten kontinentalen Kern Nordamerikas, sagen fünf der sechs Modellfälle einen großen Hebungs- und anschließenden Absenkungszyklus voraus. M3 ist die Ausnahme. Für Baltica und Nordchina tritt eine präkambrische Hebung in vier von sechs Fällen auf; Dauer und Stärke unterscheiden sich zwischen den Modellen. Die Studie führt die besonders deutliche Überlieferung in Laurentia auch auf die Größe des Kontinents und die vergleichsweise geringe spätere Umgestaltung seiner Ränder zurück.

Was die Modellgrenzen für die Deutung bedeuten

Fünf Modellfälle verwenden einen Bezug ohne Netto-Rotation der Erdoberfläche; M3 nutzt einen paläomagnetischen Bezug. Die Autoren bevorzugen M1, weil seine Ergebnisse besser zu den im Paper verglichenen Strukturen des heutigen unteren Mantels und rekonstruierten Vulkangebieten passen.

Die Berechnung erfasst Unterschiede in Auftrieb und Viskosität aus Tiefen von mehr als 350 Kilometern, nicht die flacheren Quellen. Die Studie gibt an, dass dieser Ansatz die Amplitude großräumiger dynamischer Topografie ungefähr um den Faktor zwei überschätzt. Deshalb richtet sich die Interpretation vor allem auf den zeitlichen Verlauf der Hebung und Absenkung, nicht auf eine präzise Höhe der damaligen Oberflächenbewegung.