Geophysikalische Untersuchung führt den Ursprung der antarktischen Gravitationsanomalie bis in die Kreidezeit zurück

Eine aktuelle geophysikalische Untersuchung, deren Ergebnisse im Jahr 2026 veröffentlicht wurden, hat bahnbrechende Erkenntnisse über die bedeutendste Gravitationsanomalie unseres Planeten geliefert. Diese Region, die sich tief unter dem ewigen Eis der Antarktis verbirgt, hat ihre Wurzeln in einer Zeit vor etwa 70 Millionen Jahren, als noch Dinosaurier die Erde bevölkerten. Die dort gemessene, weltweit geringste Schwerkraft ist das direkte Resultat von massiven Dichteunterschieden in den tief liegenden Gesteinsformationen im Inneren der Erde.

Ein internationales Expertenteam, zu dem namhafte Spezialisten des Pariser Instituts für Physik der Erde gehören, nutzte modernste Technologien, um ein präzises dreidimensionales Modell des Erdinneren zu erstellen. Dieses Verfahren lässt sich am ehesten mit einer Computertomographie des gesamten Planeten vergleichen. Unter der Leitung von Professor Alessandro Forte von der University of Florida und dem Forscher Petar Glisovic wurden globale seismische Daten sowie physikalische Simulationen herangezogen. Ziel war es, die Dynamik des Erdmantels von der Gegenwart bis zurück zum Beginn des Känozoikums vor etwa 66 Millionen Jahren zu rekonstruieren.

Die Entstehung dieser gewaltigen Gravitationssenke, die auch als antarktische Geoid-Anomalie bekannt ist, lässt sich auf zwei gleichzeitig ablaufende, jedoch entgegengesetzte Prozesse im Erdmantel zurückführen. Einerseits sanken enorme Mengen an kaltem und damit dichterem Gestein entlang der pazifischen und südatlantischen Ränder des Kontinents in die Tiefe. Parallel dazu stieg massives, heißeres und weniger dichtes Material aus den Tiefen des Ozeans auf, insbesondere im Bereich unter dem Rossmeer, was das lokale Schwerefeld massiv beeinflusste.

Den Berechnungen der Modelle zufolge erreichte die Formierung dieser Anomalie ihre intensivste Phase im Zeitraum zwischen 50 und 30 Millionen Jahren vor unserer Zeit. Diese Ära ist für die Wissenschaft von besonderem Interesse, da sie exakt mit einer signifikanten Verschiebung der Erdrotationsachse zusammenfällt. Diese zeitliche Übereinstimmung legt nahe, dass eine tiefe Verbindung zwischen den Konvektionsströmen im Erdmantel, der Gestaltung des globalen Gravitationsfeldes und der räumlichen Ausrichtung unseres Planeten besteht.

Solche Schwankungen der Schwerkraft, die durch die ungleiche Dichteverteilung unter der Erdoberfläche verursacht werden, wirken sich unmittelbar auf den globalen Meeresspiegel aus. In Gebieten mit geschwächter Anziehungskraft, wie es in der Antarktis der Fall ist, fließen Wassermassen tendenziell in Regionen mit stärkerer Gravitation ab. Dies führt dazu, dass der Meeresspiegel im Verhältnis zum Erdmittelpunkt in diesen Zonen sinkt. Professor Forte betont, dass das Verständnis dieser tiefgreifenden Mechanismen entscheidend ist, um die Faktoren zu entschlüsseln, die das Wachstum und die Stabilität der riesigen Eisschilde beeinflussen.

In der klassischen Geodäsie galt lange Zeit das im Jahr 1948 entdeckte "Indische Geoid-Minimum" als der tiefste Punkt in den Gravitationsmodellen. Wenn Forscher jedoch die durch die Rotation verursachte Abplattung der Erde – den sogenannten hydrostatischen Ansatz – aus den Berechnungen herausfiltern, verschiebt sich der wahre Pol des minimalen Gravitationspotenzials eindeutig in Richtung Antarktis, speziell in die Region des Rossmeeres. Diese Erkenntnis verdeutlicht, dass die antarktische Anomalie ein weitaus präziseres Bild der tatsächlichen Dynamik im Erdinneren liefert, da sie frei von den zentrifugalen Effekten der Erdrotation ist.

Die in der Fachzeitschrift Scientific Reports publizierte Studie bestätigt die hohe Zuverlässigkeit der zugrunde liegenden Modelle, da die rekonstruierte Gravitationskarte fast perfekt mit den Referenzdaten moderner Satelliten übereinstimmt. Die Wissenschaftler setzen ihre Arbeit nun fort, um die kausalen Zusammenhänge zwischen der Entwicklung dieses Gravitationstrichters und den Veränderungen der Eiskappen genauer zu definieren. Letztlich geht es darum, die fundamentale Frage zu beantworten, wie eng die innere Struktur der Erde mit ihren komplexen Klimasystemen verknüpft ist.