Neue Satellitenaufnahme des tektonischen Zusammenstoßes in Tibet

Eine Studie über die tektonischen Platten, die auf dem tibetischen Plateau zusammenlaufen, hat gezeigt, dass die Verwerfungslinien der Erde weitaus schwächer und die Kontinente weniger starr sind, als Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bisher angenommen hatten. Diese Erkenntnis basiert auf Daten von Erdbeobachtungssatelliten.

Bild: ESA (Data source: Wright, T. et al, 2026).

Die in Science veröffentlichte Studie enthält mehrere hochauflösende Karten, die auf Daten der Copernicus Sentinel-1-Satelliten basieren. Sie zeigen, wie die Region durch die geologischen Bewegungen der Erde gedehnt und zusammengedrückt wird.

Die Autorinnen und Autoren der Studie bezeichnen sie als „einen der umfangreichsten geodätischen Datensätze, die jemals zusammengestellt wurden”. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die festen Gesteinsmassen in der Erdkruste und ihrem obersten, starren Mantel – dem Material, aus dem die tektonischen Platten unseres Planeten bestehen – keine starren Blöcke sind, wie bisher angenommen, sondern sich in einer fließenden Bewegung verschieben können.

Die Karte der Bodenverschiebungen zeigt, wie sich der östliche Teil des Tibetischen Plateaus um bis zu 25 Millimeter pro Jahr nach Osten bewegt. Dieser Bereich steht jedoch im Gegensatz zu Zonen des Plateaus, die sich mit einer geringeren Geschwindigkeit von bis zu 10 Millimeter pro Jahr bewegen. Die grün markierten Bereiche bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung und zeigen die „Dehnung“ der tektonischen Platten, die sich in diesem Fall voneinander entfernen. 

Das Tibetische Plateau, oft als „Dach der Welt“ bezeichnet, entstand durch die anhaltende Kollision der indischen und eurasischen tektonischen Platten. Diese Region nördlich des Himalaya und südlich des Kunlun-Gebirges in China umfasst etwa 2,5 Millionen Quadratkilometer und hat eine durchschnittliche Höhe von über 4500 Metern. Das Plateau erstreckt sich über zahlreiche Länder, darunter die Autonome Region Tibet, mehrere chinesische Provinzen sowie Teile von Indien, Pakistan, Nepal, Bhutan, Tadschikistan und Kirgisistan.

Das Plateau ist für Geophysikerinnen und Geophysiker, die die tektonischen Bewegungen unseres Planeten untersuchen, von Interesse, da es die größte und höchste kontinentale „Kollisionszone” der Erde ist. Laut den Autorinnen und Autoren der Studie liefert die Untersuchung dieser Region wichtige Erkenntnisse darüber, wie Kontinente ihre Form, Position oder Struktur verändern, wenn sie auf geologischer Ebene komprimiert oder gedehnt werden. Dieser Prozess lässt sich mit der gängigen Plattentektonik-Theorie nicht vollständig erklären, und diese Studie korrigiert einige der seit langem bestehenden Vorstellungen darüber, wie sich Kontinente verändern.

Während frühere Modelle das Tibetische Plateau oft als ein Mosaik aus starken, starren Blöcken betrachteten, die durch große Verwerfungen voneinander getrennt sind, die horizontal aneinander vorbeigleiten, zeigen diese Ergebnisse, dass die Blöcke nicht starr sind und dass die Verwerfungslinien schwächer sind als bisher angenommen.

Die horizontale Verformung ist auf der Karte unten deutlich zu erkennen, wo die „Dehnungsrate“ entlang der Altyn Tagh-, Kunlun- und Xianshuihe-Verwerfungslinien in Dunkelrot dargestellt ist. Dies sind Punkte, an denen die Erdkruste gedehnt, verkürzt oder geschert wird, und die Dehnungsrate gibt Auskunft darüber, wie schnell dies in einem bestimmten Zeitraum geschieht.

Die Studie könnte die Grundlage für ähnlich detaillierte Karten in anderen Gebieten mit Verformungen bilden, in denen seismische Aktivitäten wahrscheinlich sind. Die neuen Werkzeuge und Karten, die vom Forschungsteam erstellt wurden, werden bereits zur Verbesserung von Erdbebenrisikomodellen eingesetzt, die Ländern und Gemeinden bei der Vorbereitung auf Erdbeben helfen sollen.

Eine neue Sichtweise auf tektonische Bewegungen

Die von Tim Wright geleitete Forschung ist eine Zusammenarbeit zwischen dem britischen Zentrum für Beobachtung und Modellierung von Erdbeben, Vulkanen und Tektonik (COMET) und den Universitäten von Leeds, Edinburgh, Exeter und Oxford sowie der Universität für Geowissenschaften (Peking, China), der Monash University (Australien), GNS Science (Neuseeland), der Columbia University (New York, USA) und der South China Agricultural University (Guangzhou, China).

„Dies ist das bislang klarste Bild davon, wie sich ein Kontinent unter außergewöhnlichen Kräften verformt“, sagte der Hauptautor Tim Wright von der University of Leeds/COMET. „Durch die unglaublich detaillierte Kartierung der Landflächenbewegungen in der gesamten Region können wir endlich sehen, wie sich das Tibetische Plateau tatsächlich bewegt, und die Geschichte, die es erzählt, unterscheidet sich stark von den Vorhersagen der alten Modelle. Es ist die bislang hochauflösendste Darstellung davon, wie die Kollision zwischen Indien und Eurasien – eines der stärksten tektonischen Ereignisse auf dem Planeten – Asien neu formt.“

Mitautor der Studie, Greg Houseman von der China University of Geosciences Beijing und der University of Leeds, sagte: „Die Daten zeigen, dass sich Kontinente nicht wie ein Mosaik aus starren Platten verhalten. Sie fließen, aber ihr Fluss wird durch große Verwerfungen ermöglicht, die als Schwachstellen fungieren. Dies hilft zu erklären, warum die Ausdehnung im südlichen und zentralen tibetischen Plateau so weit verbreitet ist.“

Eines der auffälligsten Ergebnisse der Studie ist laut den Autorinnen und Autoren die klare Erklärung für die weit verbreitete Ost-West-Ausdehnung Tibets, insbesondere im Inneren des Plateaus. Die in der Studie verwendeten neuen Modelle zeigen, dass die Kunlun-Verwerfung extrem schwach sein muss, damit der nördliche Rand von Zentraltibet relativ zur Region nördlich davon frei gleiten kann. Diese schwache Grenze ermöglicht es dem Inneren des Plateaus, zusammenzubrechen und sich in Ost-West-Richtung zu dehnen, wodurch die durch die immense Dicke der Kruste angesammelte potenzielle Gravitationsenergie freigesetzt wird.

„Die Schwäche der Kunlun-Verwerfung ist der Schlüssel zum Verständnis der Vorgänge in Zentral-Tibet“, sagte Mitautor Jin Fang von der University of Leeds/COMET. „Sie ermöglicht es dem Inneren des Plateaus, im Wesentlichen nach Osten zu fließen, was die weitreichende Ausdehnung der Region erklärt, die Geologen seit Jahrzehnten rätselt.“

Die Studie zeigt auch vertikale Bodenbewegungen, wie auf der Karte unten zu sehen ist, wo die grünen Bereiche innerhalb eines Jahres um bis zu 5 Millimeter abgesunken sind, während die braunen Bereiche um bis zu 5 Millimeter angehoben wurden.

Satellitenbilder für Bodenbewegungen

Die Studie basiert auf Daten von mehr als 44 000 Copernicus Sentinel 1-Radarbildern. Mit seinem Synthetic Aperture Radar (SAR)-Instrument kann Sentinel-1 interferometrische Messungen erfassen, die kleinste Veränderungen der Landoberfläche, einschließlich Bodenverschiebungen, erkennen – mehr als 340 000 Interferogramme wurden in der Studie verwendet.

Außerdem wurden mehr als 14 000 Messungen des Global Navigation Satellite System (GNSS) analysiert. Diese stammen aus bodengestützten Messungen, die GPS, Galileo und andere Satellitenortungssysteme verwenden. Dank dieser Fülle an Satellitendaten konnte das Forschungsteam eine beispiellose Geschwindigkeitskarte des gesamten Plateaus im Millimetermaßstab erstellen.

Nuno Miranda, Missionsleiter von Sentinel-1 bei der ESA, sagte: „Diese Arbeit ist eine bemerkenswerte Leistung in den Geowissenschaften. Das Team hat die Beobachtungen von Sentinel-1 aus einem Jahrzehnt genutzt, um die bislang hochauflösendsten Verformungskarten des Tibetischen Plateaus zu erstellen, die die zentrale Rolle wichtiger Verwerfungssysteme in der Kontinentaltektonik aufzeigen. Diese Studie erweitert nicht nur unser grundlegendes Verständnis der Kontinentalverformung, sondern setzt auch neue Maßstäbe für die Bewertung seismischer Gefahren. Wirklich außergewöhnliche Wissenschaft.“

Sentinel-1 ist der erste Satellit der von der ESA entwickelten Copernicus-Sentinel-Serie. Er liefert Daten für die Copernicus-Informationsdienste, die zur Bewirtschaftung der Umwelt, zur Überwachung und Reaktion auf den Klimawandel sowie zum Schutz von Menschenleben beitragen. Copernicus ist die Erdbeobachtungskomponente des Weltraumprogramms der Europäischen Union.

Quelle (Englisch): https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-1/New_satellite_view_of_Tibet_s_tectonic_clash