Die schiere Menge an entstandenem Basalt ließ viele vermuten, dass der Grabenbruch durch einen so genannten Mantel-Plume gespeist wurde – heißes Gestein steigt hierin senkrecht aus den Tiefen des Planeten auf. Eine andere weit verbreitete Idee besagt, dass aus dem Osten tektonische Platten auf den Kontinent trafen und den Grabenbruch so zum Stillstand brachten. Forscher haben Methoden aus der Geochemie, Geophysik und anderen Fachbereichen angewandt, um diese Ideen zu überprüfen: mit widersprüchlichen Resultaten. "Mit allen Modellen gibt es bisher Schwierigkeiten", sagt Hollings. "Keines von ihnen funktioniert wirklich perfekt. Doch mit Hilfe der neuen Studien können wir die Modelle neu bewerten und verschiedene Hypothesen durchspielen, wie es dazu kommen konnte", fügt er hinzu.

Einige Forscher sehen den Grabenbruch inzwischen als Teil eines viel größeren Rätsels. Die Geophysikerin Carol Stein von der University of Illinois in Chicago sprach im Oktober auf einer Konferenz der Geological Society of America (GSA) in Denver, Colorado, über diesen Ansatz. Das Midcontinent Rift war nicht isoliert, schlägt sie zusammen mit Keller und anderen Wissenschaftlern vor, sondern mit weiteren Grabenbrüchen verbunden. Letztere hatten zu der Zeit einen großen Einfluss auf die tektonischen Platten der Erde – inklusive der Bildung von Rodinia. Die Hypothese beruht auf einer früheren Studie von Keller [2]. Demnach zeigen Schwerefeldkarten, dass die Arme des Grabenbruchs viel weiter in den Süden reichen als man dachte – bis zum Rand von Laurentia, dem Vorläufer des nordamerikanischen Kontinents. Anderen Studien zufolge berührten sich Laurentia und Amazonia, einer der Vorläufer des südamerikanischen Kontinents, vor mehr als einer Milliarde Jahren. Getrennt haben sie sich vermutlich zu jener Zeit, als das Midcontinent Rift aktiv wurde [3]. Stein schlägt ein dreiarmiges Grabenbruchsystem vor, bestehend aus dem Midcontinent Rift und den beiden Armen, die Laurentia und Amazonia trennen.

"Wenn Kontinente auseinanderbrechen, scheint es vielerorts drei Arme zu geben, wobei ein Arm lahmgelegt wird und die beiden anderen Arme einen neuen Ozean bilden", erklärt die Forscherin. "Es wirkt schon weitaus weniger geheimnisvoll als noch vor einem Jahr. Wir hielten das Midcontinent Rift damals für eine sonderbare Struktur, die ihren Anfang inmitten des Kontinents nahm und dort auch wieder zur Ruhe kam." Im Zusammenhang mit den Grabenbrüchen am Rande von Laurentia, fügt sie hinzu, ergibt es aber plötzlich einen Sinn. Stein vergleicht das urzeitliche System mit dem, was heute am östlichen Rand von Afrika geschieht. Zwei Arme eines Grabenbruchs im Golf von Aden und im Roten Meer treiben die arabische Halbinsel von Afrika weg, während sich ein dritter Arm in Afrika bildet. Wenn dieser ostafrikanische Grabenbruch nicht weiter anwächst und schließlich erstarrt, würde er laut Stein dem nordamerikanischen Midcontinent Rift ähneln.

Ihre Hypothese weckte das Interesse von anderen Experten. "Es ist eine sehr plausible Theorie", so Stephen Marshak von der University of Illinois in Urbana-Champaign. Dennoch müssten seiner Ansicht nach entsprechende Tests folgen. Der Geologe und auch andere Wissenschaftler stimmen aber zu, dass das Verständnis des Midcontinent Rift auch einen Einblick in den ostafrikanischen Grabenbruch bieten kann – was ihn antreibt und wie er sich in der Zukunft entwickelt. "Beide beeinflussen sich gegenseitig", ergänzt er.

Heißes Gestein

Wissenschaftler wollen den Grabenbruch aber nicht nur verstehen, sondern ihn auch als ein Fenster in die Vergangenheit nutzen. Geschützt in der beständigen Mitte Nordamerikas, blieben die Lavaströme des Grabenbruchs seit einer Milliarde Jahren unversehrt – eine Seltenheit für derart altes Gestein. Mancherorts lassen sich noch kleine Wellen im Basalt erkennen, die sich ausgebildeten als die Lava abkühlte. "Es ist einfach fantastisch", sagt der Geologe Nicholas Swanson-Hysell von der University of California in Berkeley. "Es ist ziemlich erstaunlich, wie gut diese Ströme erhalten sind. Würde man sich die Oberfläche eines Lavafeldes auf Hawaii anschauen, das 1950 entstand, könnte man kaum einen Unterschied zu dieser 1,1 Milliarden Jahre alten Oberfläche feststellen."

Die exzellent erhaltenen Lavaströme lassen sich besonders gut im Gebiet des Mamainse Points am östlichen Ufer des Lake Superior beobachten. Zehn Kilometer entlang der Küstenlinie untersuchte Swanson-Hysell hier insgesamt 95 solcher Ströme. Die einzelnen Lavaströme messen wenige bis hin zu 20 Meter und sind Teil einer 4,5 Kilometer dicken Gesteinsformation. Letztere bildete sich während der aktivsten 15 Millionen Jahre in der Geschichte des Grabenbruchs, dessen gesamte Lebensdauer rund 30 Millionen Jahre betrug.

Als die Lava abkühlte, speicherte das ferromagnetische Gestein die Ausrichtung des Erdmagnetfelds zu jener Zeit. Mit Hilfe dieser winzigen eingefrorenen Kompasse lässt sich nachvollziehen, wie Laurentia im Lauf der Grabenbruchbildung rund um den Globus wanderte. Swanson-Hysell rekonstruierte aus den Mamainse-Strömen das frühere Erdmagnetfeld und fand Hinweise darauf, dass Laurentia womöglich schneller driftete als jede zuvor vermessene Platte [4]. Seine jüngsten Schätzungen, die er bei der GSA-Konferenz vorstellte, gehen von einer Geschwindigkeit zwischen 16 und 45 Zentimeter pro Jahr aus. Zum Vergleich: Die zweitschnellste bekannte Plattenbewegung brachte es nur auf 18 Zentimeter pro Jahr – vor 50 bis 60 ,Millionen Jahren bewegte sich Indien mit diesem Tempo auf Asien zu. "Diese Geschwindigkeit hielt man für sehr schnell und nahe dem maximal möglichen Wert für die Kontinentaldrift", berichtet Swanson-Hysell. Die meisten Platten bewegen sich heute nur rund vier bis neun Zentimeter pro Jahr. Bislang lässt sich die Geschwindigkeit für Laurentia nur recht ungenau angeben, künftig will Swanson-Hysell den möglichen Wertebereich aber weiter einschränken.

Das exakte Tempo dieses Kontinents zu kennen, wäre sehr wichtig für die Forscher. Denn es wäre eine große Hilfe dabei, die Bewegung aller Landmassen der Erde zum Zeitpunkt der Grabenbruchbildung zu rekonstruieren. Swanson-Hysell zufolge wäre es denkbar, dass die außergewöhnlich hohe Geschwindigkeit mehr als nur Laurentias Drift widerspiegelt. Ein Teil der Bewegung könnte durch eine so genannte echte Polwanderung verursacht worden sein: Die gesamte Erdkruste und der Erdmantel drehen sich gemeinsam um den Erdkern. Auftreten würde das Phänomen, wenn ein extrem dichter Materieklumpen im Erdmantel gen Äquator wandert und dabei Kruste und Mantel mitreißt.

Wenn tatsächlich eine solche echte Polwanderung stattfand, wäre das ein Indiz dafür, dass "etwas Bedeutendes im Inneren der Erde geschieht", so Swanson-Hysell. Doch selbst wenn nicht, fährt er fort, könnte die hohe Geschwindigkeit von Laurentia vielleicht erkennen lassen, was die Bewegung der tektonischen Platten zu jener Zeit antrieb. Die Wahrheit könnte eine Kombination der beiden Varianten sein. Um dies zu testen, möchte Swanson-Hysell ähnliche Messungen an Gesteinsproben von anderen Kontinenten durchführen. Zeugen sie von derselben schnellen Drift, wäre bewiesen, dass alle Platten gemeinsam wanderten – ein Hinweis auf eine echte Polwanderung. Gut erhaltenes Gestein aus dieser Ära zu finden, ist allerdings keine leichte Aufgabe.

Im Interstate State Park beginnt es derweil zu nieseln und die Menschenmassen strömen zurück zu ihren Autos. Die Regentropfen schwärzen den Basalt, verleihen ihm so kurzzeitig das Antlitz eines frischen Lavastroms. Gleich wird die Gegend menschenleer sein, nur die Felsen bleiben zurück – und mit ihnen die Geschichte, die Geologen gerade erst zu verstehen beginnen.