Die Erdkruste ist nicht überall gleich dick. Ihre Mächtigkeit hängt von der Art der Kruste ab und von der darüber liegenden Topografie. Ozeanische Kruste ist im Schnitt nur sechs bis sieben Kilometer dick, die kontinentale Kruste der Landmassen erreicht dagegen 35 bis 40 Kilometer Dicke. Unter Gebirgen wie dem Himalaya, den Anden oder auch den Alpen kann die Erdkruste jedoch tiefer hinunterreichen. Dort haben Plattenkollisionen die Kruste gestaucht, übereinander geschoben und verdickt.
“Beispiele für eine verdickte Erdkruste außerhalb solcher Zonen aktiver Gebirgsbildung sind jedoch extrem selten“, erklären Christian Schiffer von der Universität Uppsala in Schweden und seine Kollegen. In einigen wenigen Fällen kann die Erdkruste der Kratone – Milliarden Jahre alten Kontinentkernen – bis zu 60 Kilometer dick werden.
Lage der Varanger-Halbinsel im Nordosten Norwegens (A) und Positionen der seismologischen Messstationen (B). — © Schiffer et al./ Precambrian Research, CC-by 4.0
Unerwarteter Fund im äußersten Nordosten Norwegens
Um so überraschender ist eine Entdeckung, die Schiffer und sein Team am Nordrand Norwegens gemacht haben. Für ihre Studie hatten sie seismische Daten ausgewertet, die 2022 bis 2024 im Rahmen des Scandinavian Arctic Continental Experiment (SCARCE) in Nordnorwegen aufgezeichnet wurden. Ziel der Messungen mithilfe von Breitband-Seismometern war es, mehr über die geologische Struktur dieser Region und im Speziellen der Varanger-Halbinsel an der Barentssee herauszufinden.
Dabei zeigte sich Unerwartetes: Südlich der Varanger-Halbinsel war die Erdkruste wie erwartet rund 40 bis 45 Kilometer dick und relativ homogen. „Doch diese Struktur änderte sich abrupt mit dem Übergang zur Varanger-Halbinsel“, berichten die Geologen. „Dort sinkt die Grenze zum Erdmantel steil ab und erreicht an der Küste der Barentssee eine Tiefe von rund 60 Kilometern.“ Eine zweite Seismometer-Messstrecke ergab Ähnliches: Auch sie zeigte eine Krustendicke von 53 bis 63 Kilometern unter diesem Gebiet an.
Erdkruste unter Varanger ist dicker als unter den Alpen
„Damit haben wir unter der Varanger-Halbinsel einen der dicksten außerhalb von Gebirgen liegenden Krustenbereiche der Erde entdeckt“, konstatieren Schiffer und sein Team. Die Erdkruste unter dieser Region Nordnorwegens ist ähnlich dick wie unter den Anden und dem Himalaya und sogar dicker als unter den Alpen. Aber auf der Varanger-Halbinsel gibt es nur Hügel von weniger als 300 Metern Höhe. „Die Varanger-Halbinsel hat nur ein geringes Relief und fast keine Schwerefeld-Anomalien“, berichten die Geologen. Solche Anomalien sind Bereiche, in denen besonders massive Gesteinsformationen eine erhöhte Gravitation verursachen.
Interessant auch: „Die Verdickung der Erdkruste in diesem Gebiet geht fast ausschließlich auf die untere Kruste zurück. Sie verdickt sich auf rund 30 Kilometer, während die obere Kruste weitgehend unverändert bleibt“, berichten die Forschenden. Nähere Analysen ergaben zudem, dass die untere Erdkruste unter der Varanger-Halbinsel mindestens 1,8 Milliarden Jahre alt ist und aus besonders dichtem Gestein besteht – anders als die eher „leichte“ Kruste der Gebirgswurzeln.
Bisher ist in Europa nur eine andere Region bekannt, die ähnliche geologische Merkmale besitzt: Auch im Zentrum Finnlands gibt es ein oberirdisch unauffälliges Gebiet mit ungewöhnlich dicker Kruste und ungeklärter Ursache.
Was ist die Ursache?
Doch wie ist die verdickte Erdkruste unter Nordnorwegen zu erklären? Drei mögliche Szenarien haben Schiffer und seine Kollegen mithilfe von geologischen Modellen und tektonischen Daten überprüft. Das erste Szenario: Durch vulkanische Aktivität könnten einst große Mengen Magma bis an die Unterseite der Erdkruste aufgestiegen sein. Das Problem jedoch: „Um rund 30 Kilometer zusätzliche untere Erdkruste anzulagern, wäre eine weit größere und aktivere Vulkanprovinz nötig, als es sie in dieser Region gegeben hat“, erklären die Geologen.
Eine zweite Möglichkeit wäre, dass die Kruste in Nordnorwegen durch eine längst vergangene Kontinentkollision verdickt wurde. Dann könnte sich ein Gebirge aufgetürmt haben, dass seither nahezu restlos abgetragen wurde. Dafür kämen theoretisch zwei Zeitabschnitte infrage: Vor rund 600 Millionen Jahren türmte sich im Nordwesten Russlands der Timanrücken auf, der bis zur Barentssee reicht. Die Varanger-Halbinsel könnte in der Verlängerung dieser urzeitlichen Gebirgszone liegen.
Denkbar wäre auch die kaledonische Gebirgsbildung vor rund 400 Millionen Jahren, ausgelöst vom Zusammenstoß der nördlichen Urzeit-Landmassen Laurentia und Baltica. Reste dieser Gebirge sind die Appalachen in Nordamerika sowie Mittelgebirge in Nordeuropa. Doch auch dieses Szenario werten die Geologen als unwahrscheinlich: „Geologische Daten sprechen dagegen, denn das Grundgestein der Varanger-Region zeigt kaum Spuren von tektonischer Verformung“, erklären sie.
Relikt eines urzeitlichen Kontinentblocks?
Bleibt noch das dritte Szenario: Die Varanger-Halbinsel in Nordnorwegen könnte auf dem Relikt eines untergetauchten Kontinentblocks aus dem Präkambrium liegen. Dieses Fragment einer urzeitlichen Landmasse könnte knapp zwei Milliarden Jahre alt sein und einst am Nordrand des Urzeit-Kontinents Baltica gelegen haben, wie Schiffer und seine Kollegen erklären. Durch nachfolgende tektonische Verschiebungen wurde dieses Krustenstück in die Tiefe gedrückt und blieb daher unter Nordnorwegen erhalten.
„Dieses Modellszenario könnte die seismischen, topografischen und gravitativen Beobachtungen erklären, denn es kann die untere Kruste verdicken, ohne dass negative Schwerefeldanomalien oder große topografische Aufwölbungen entstehen“, erklären die Geologen. Allerdings bleiben einige Fragen offen: „Unklar bleibt, warum gerade dieser Krustenblock erhalten blieb, während die Lithosphäre angrenzender Regionen später starke ausgedünnt wurde“, so das Team. Auch wie weit der verdickte Krustenblock unter die Barentssee hinausreicht, ist noch ungeklärt.
Quelle: Christian Schiffer (Uppsala University, Schweden) et al., Precambrian Research, 2026; doi: 10.1016/j.precamres.2026.108191
