Neue Studie zeigt: Der Großteil der heutigen Alpenhöhe entstand erst in den letzten 5 Millionen Jahren – internationale Höhlenforschung entschlüsselt überraschend schnellen Gebirgsaufstieg.

Bisher ging die Geologie davon aus, dass die Ostalpen ihre heutige Höhe über einen Zeitraum von etwa 30 Millionen Jahren sehr langsam erreicht haben. Doch ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universitäten Salzburg und Graz sowie Partnern vom Naturhistorischen Museum Wien, aus Großbritannien und Ungarn präsentiert nun Ergebnisse, die dieses Bild korrigieren. Neue Daten belegen: Ein Großteil der heutigen Gebirgshöhe entstand erst in den letzten 3 bis 5 Millionen Jahren – mit einer weitaus höheren Geschwindigkeit als bislang angenommen.

Die Studie, die kürzlich im renommierten Fachmagazin „ Earth-Science Reviews“ veröffentlicht wurde, ist das Ergebnis des vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts „ELEvATE“. Das Team nutzte eine außergewöhnliche Zeitkapsel, um die Geschichte der Alpen zu entschlüsseln: tief gelegene Höhlensysteme.

Höhlensedimente als geologische Zeitzeugen

Das Team um Jörg Robl vom Fachbereich Umwelt und Biodiversität der Universität Salzburg und Kurt Stüwe von der Universität Graz untersuchte quarzführende Flusssande und Schotter, die ursprünglich aus den Tauern stammen und vor Jahrmillionen in Karsthöhlen der Nördlichen Kalkalpen gespült wurden. „Diese exotischen Sedimente in den Höhlen der Kalkalpen sind wie eingefrorene Zeitzeugen“, erklärt Jörg Robl.

Die Gewinnung dieser Daten war jedoch ein logistisches und körperliches Mammutprojekt: Die Probennahme in den entlegenen Höhlensystemen der Alpen ist extrem herausfordernd und wurde unter schwierigen Expeditionsbedingungen tief im Berginneren durchgeführt.

Präzisionsarbeit: Die Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Um das Alter der mühsam geborgenen Proben zu bestimmen, nutzten die Wissenschafter:innen die Methode des „Burial Age Dating“. Das Prinzip dahinter: so lange quarzführende Gesteine an der Erdoberfläche liegen, bilden sich durch kosmische Strahlung die Isotope Aluminium-26 (26Al) und Beryllium-10 (10Be) im Verhältnis von ca. 7:1. Sobald diese Gesteine abgetragen und als Flusssande und Schotter in eine Höhle gespült werden, endet die Produktion und die „geologische Stoppuhr“ beginnt zu laufen. Die beiden Isotope zerfallen mit unterschiedlichen Halbwertszeiten, wobei das Verhältnis der Isotope kontinuierlich kleiner und damit zum Schlüssel zur Altersbestimmung wird.

Die analytische Herausforderung dabei ist gewaltig: Die Menge der radioaktiven Nuklide in den Proben ist so verschwindend gering, dass ihre Messung der sprichwörtlichen „Suche nach der Nadel im Heuhaufen“ gleicht. Probenaufbereitung und Analyse sind weltweit nur in wenigen hochspezialisierten Labors möglich.  Für diese Studie wurde die Expertise des SUERC (Scottish Universities Environmental Research Centre in Glasgow genutzt. Durch die Bestimmung des Isotopen-Verhältnisses lässt sich feststellen, wann die Höhle aktiv war und mit dem Flusssystem, welches die kristallinen Gesteine anliefert, im Kontakt stand. Durch die Altersbestimmung unterschiedlicher Höhlenniveaus lässt sich die Geschwindigkeit berechnen, mit der sich die Flüsse ins Gebirge einschneiden und wie stark sich das Gebirge seither gehoben hat.

Überraschende Ergebnisse: Starke Hebung in kurzer Zeit

Die im Rahmen von ELEvATE gewonnenen Daten von über 60 Proben aus dem gesamten Ostalpenraum belegen eine deutliche höhere Geschwindigkeit der Hebung als bisher angenommen:

• Rekordwerte im Westen: In den Gebirgszügen rund um das Salzachtal stiegen die Alpen mit über 400 Metern pro Million Jahre am schnellsten auf.
• Signifikanter Höhenzuwachs: Für die Nördlichen Kalkalpen (z.B. Dachstein-Massiv, Gesäuse) wurde eine Hebung von insgesamt 1.200 bis 1.500 Metern allein in den letzten 3 bis 5 Millionen Jahren nachgewiesen.
• Ostwärts abnehmende Hebungsraten: Richtung Osten, zum Semmering und dem Übergang ins Pannonische Becken, nehmen die Hebungsraten auf etwa 125 bis 140 Meter pro Million Jahre ab.

Ursachen in der Tiefe

Da die Hebung der Ostalpen großräumig erfolgt, wird vermutet, dass die Ursachen tief im Erdmantel liegen. Geodynamische Prozesse können Teile der schweren Mantellithosphäre, also der obere, festeste Teil des Erdmantels entfernen und das Gebirge von unten entlasten. Vergleichbar mit einem Heißluftballon, bei dem Ballast abgeworfen wird, steigt das Gebirge dann rasch auf.

„Die Ergebnisse der Studie belegen, die Ostalpen sind geologisch gesehen ein junges Gebirge – ihre heutige Höhe entstand größtenteils erst sehr spät und wurde nicht durch Klima- oder Erosionsprozesse und der damit einhergehenden Entlastung der Lithosphäre von oben gesteuert, sondern durch tief liegende geodynamische Ursachen“, hält Jörg Robl fest.

Dieses kurze Video gibt einen guten Einblick in die Arbeit der Geologen in der Bergerhöhle im Tennengebirge.

^{Video: © Lukas Plan, Naturhistorisches Museum Wien}

Förderhinweis:

Diese Forschungsarbeiten wurden durch den Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) im Rahmen des Projekts P 31609 „ELEvATE“ finanziert.

Originalpublikation:

Stüwe, K., Robl, J., Gradwohl, G., Fabel, D., Stuart, F. M., Plan, L., and Ruszkiczay-Rüdiger, Z.: Surface uplift of the Eastern Alps. Was it much faster than we thought? Earth-Science Reviews, 274, 105374, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105374, 2026.

Kontakt:
Assoz. Prof. Priv.-Doz. Mag. Dr. Jörg Christian Robl | Umwelt und Biodiversität
Hellbrunner Straße 34/III | 5020 Salzburg | Austria