Thermochronologie an der Insubrischen Linie

Der dynamische Prozess der Gebirgsbildung beinhaltet großskalige Überschiebungs- und Hebungsprozesse mächtiger Gesteinspakete. Dabei wird die Erdkruste entlang von Störungen in einzelne Blöcke zerlegt, die sich sowohl vertikal als auch horizontal gegeneinander bewegen. In den Europäischen Alpen bildet die sogenannte Periadriatische Linie die bedeutendste Störungszone, entlang derer Blöcke unterschiedlichster paläogeographischer Herkunft sowie unterschiedlichster Überprägung unmittelbar aneinandergrenzen. Im vorgeschlagenen Arbeitsgebiet an der Ost-West verlaufenden Insubrischen Linie, einem Kernsegment der Periadriatischen Naht, finden sich im S Gesteine, die vor der Kollision zur Apulischen Platte gehörten, im Norden jedoch Gesteine, die der Eurasischen Platte zugerechnet werden. Letztere gelangte bei der Gebirgsbildung durch Subduktion, d.h. Abtauchen der Platte in große Tiefen, wurde Temperaturen bis ca. 700 C ausgesetzt und bis zur beginnenden Aufschmelzung metamorph überprägt. Südlich der Periadriatischen Linie fand eine nur geringe metamorphe Überprägung statt und die Gesteine erreichten Temperaturen von max. 250 C. Folglich müssen die heute unmittelbar aneinandergrenzenden Blöcke post- metamorph stark unterschiedliche Hebungsgeschichten durchlaufen haben. Primäres Ziel des Projektes ist die detaillierte Untersuchung der langfristigen räumlich-zeitlichen Bewegungsmuster dieser Blöcke beidseits der Insubrischen Linie mit Hilfe einer Kombination etablierter sowie neuer, innovativer Datierungsmethoden. Zum Einsatz kommen zum einen Methoden der sogenannten Niedrigtemperatur-Thermochronologie (Spaltspurdatierungen, (U-Th-Sm)/He-Datierungen an Apatit und Zirkon sowie 4He/3He Analysen an Apatit). Diese Methoden beruhen darauf, dass Gesteine auf ihrem Weg durch die Erdkruste an die Oberfläche abkühlen und in bestimmten Mineralen Informationen zur Abkühlung gespeichert werden: Mit Unterschreiten mineral- und methodenspezifischer Temperaturen werden im Kristall radioaktive Zerfallsspuren oder beim Zerfall neu entstandene Elemente gespeichert. Durch die Verknüpfung von Alter undTemperaturentstehen zeitabhängigeThermometer (Thermochronometer), welche erlauben, die thermische Geschichte des Gesteins während seiner Abkühlung durch die obersten 10 km der Erdkruste aufzuzeichnen. Mittels 4He/3He Analysen an Apatit kann die thermische Geschichte bis nahe an die Erdoberfläche aufgezeichnet werden, was eine Rekonstruktion der Landschaftsgeschichte und der Taleintiefung entlang der Insubrischen Linie erlaubt. Neben vertikalen Bewegungen sind entlang der Periadriatischen Linie aber auch laterale Bewegungen von Bedeutung, deren Ausmaß in der Literatur kontrovers diskutiert wird. Im Zuge solcher Bewegungen kam es entlang der Störungszone lokal zur Ausfällung von Kalzit, dessen Wachstumsalter mit Hilfe einer neuen U- Pb-Datierungsmethode bestimmt werden kann. Im Rahmen der vorgeschlagenen Studie sollen mittels dieser Methode die späten lateralen Bewegungen zum ersten Mal datiert und mit den vertikalen Bewegungen korreliert werden. Die Kombination der unterschiedlichen Datierungssysteme sowie die Modellierung der gewonnenen Daten soll ein umfassendes Bild der Bewegungen entlang der Insubrischen Linie in Zeit und Raum erlauben. Die abgeleiteten Raten für die langfristige Hebung und Abtragung des Gebirges vermitteln darüber hinaus ein verbessertes Verständnis kurzfristiger gesellschaftsrelevanter Prozesse, wie z.B. Bergstürze oder Erdbeben. Das Projekt beinhaltet Kooperationen mit diversen deutschen Universitäten (Göttingen, Frankfurt, Freiburg, Berlin, Tübingen) sowie der Universität Kalifornien in Berkeley (USA).