Wie die Hangay-Berge in der Mongolei durch tektonische Verschiebungen entstanden

Die Hangay-Berge in der zentralen Mongolei zählen seit Langem zu den geologischen Rätseln der Erde. Mit einer Höhe von bis zu vier Kilometern über dem Meeresspiegel prägen sie das Klima der Region nachhaltig. Doch ihre Entstehung unterscheidet sich grundlegend von der anderer Gebirgszüge ähnlicher Höhe.

„Diese Berge liegen etwa 5.000 Kilometer von jeder Plattengrenze entfernt – weit entfernt vom Pazifischen Rand“, erklärt Pengfei Li, Geologe am Guangzhou Institute of Geochemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Es ist schwer nachvollziehbar, warum sich hier ein solches Gebirge bilden konnte.“ Neue Forschungsergebnisse liefern nun eine plausible Erklärung: Eine U-förmige Biegung einer tektonischen Platte führte zu einer ungewöhnlich dicken Lithosphäre. Ein Teil dieser schweren Platte brach schließlich ab und sank in den Erdmantel. Dadurch verlor die Erdkruste ihr zusätzliches Gewicht und federte nach oben – die Hangay-Berge entstanden.

Tektonische Platten: Nicht starr, sondern flexibel

Tektonische Platten sind keineswegs starr. Bei ihrer Bewegung können sich Abschnitte weit entfernt von Plattengrenzen verformen, ähnlich wie ein zusammengeschobener Tischdecke. Diese gekrümmten Abschnitte werden als Oroklinen bezeichnet und kommen weltweit vor. Die mongolische Oroklinenstruktur ist mit etwa 6.000 Kilometern eine der längsten, wobei die Hangay-Berge genau im stärksten Krümmungsbereich der U-Form liegen.

Li und sein Team vermuteten, dass die Position der Hangay-Berge kein Zufall ist. In mehreren Expeditionen zwischen 2018 und 2026 sammelten sie Gesteinsproben, die Anzeichen alter vulkanischer Aktivität aufwiesen. Die Uran-Blei-Datierung von Zirkonen in diesen Proben zeigte, dass die Region im frühen Kreidezeitalter vor 124 bis 114 Millionen Jahren vulkanisch aktiv war.

„Als ich das Alter sah, war ich überrascht. 120 Millionen Jahre – niemand hatte bisher Vulkanismus in der Mongolei aus dieser Zeit dokumentiert. Es ist die erste Entdeckung dieser Art.“ – Pengfei Li

Die Forscher analysierten die Proben zudem auf Haupt- und Spurenelemente, um die Entstehungstiefe der Gesteine zu bestimmen. Ihre geochemischen Analysen ergaben, dass die Gesteine in einer Tiefe von 80 Kilometern in der Lithosphäre entstanden. Zum Vergleich: Die heutige Lithosphäre ist nur etwa 70 Kilometer dick. Die Ergebnisse wurden im April in der Fachzeitschrift Geology veröffentlicht.

Ein instabiler Lithosphären-Root führt zum Absenken

Li erklärt, dass die ungewöhnliche Tiefe der Gesteinsentstehung darauf hindeutet, dass sich die Lithosphäre vor etwa 200 Millionen Jahren bei der Bildung der mongolischen Oroklinenstruktur verdickte. Dieser „Root“ – eine mindestens 80 Kilometer dicke Lithosphärenwurzel – wurde mit der Zeit instabil. Die schwere Wurzel konnte sich nicht dauerhaft mit der darüberliegenden Erdkruste verbinden und brach schließlich ab. Beim Absinken in den Erdmantel schmolz sie teilweise und führte zu der beobachteten vulkanischen Aktivität.