[PDF] Lernort Geologie ten von Erdbeben und Vulkanausbrü

View - Download Lernort Geologie

Previous PDF

Next PDF

LernortGeologie

Plattentektonik

1 Der Schalenaufbau der Erde

und die Ursachen der Plattenbewegung 91

2 Die Platten 91

2.1 Die Plattengrenzen 92

2.2 Das magnetische Streifenmuster des Meeresbodens 96

3 Auswirkungen der Plattenbewegungen 97

3.1 Erdbeben 97

3.2 Vulkanismus 100

90
C

LernortGeologieSachinformation

Plattentektonik

Plattentektonik

Schon in früheren Zeiten hat man sich Gedanken über die Entstehung der Gebirge, das Auftre- ten von Erdbeben und Vulkanausbrüchen gemacht, doch erst mit der Theorie der Plattentekto- rend aus Masseungleichgewichten und thermischen Ungleichgewichten aufgrund des Schalen- res Planeten, führt. Das Zusammenwirken der inneren ( exogenen)

Der kanadische Geophysiker John Tuzo Wil-

son hat im Jahr 1970 eine Hypothese aufge- stellt, wie es zum Entstehen und Vergehen von Ozeanen und großen Kontinenten kom- men kann ( ?Modul G "Wissenschaftsge- schichte"). Diese plattentektonischen Ereig- nisse wiederholen sich zyklisch alle 300 -

500 Mio. Jahre und sind inzwischen unter

dem Begriff Wilson-Zyklus bekannt ( ?C1). Am Anfang der Entwicklung steht eine konti-nentale Platte in Ruhe (A). Oberhalb einer

Durch eine Dehnung der Kruste entwickelt

sich eine kontinentale Graben- oder Riftzone

Anlage ozeanischer Kruste (C) und wird

schließlich zu einem Ozean, der von passiven

über in einen Ozean mit randlichen

?Sub- dern (E) wird nun immer mehr eingeengt (F) und verschwindet schließlich durch Kollision birge (G) mit der Vereinigung aller Kontinente vor ca. 270 Mio. Jahren). Dadurch kommen

Subduktion und Ozeanbildung zum Erliegen,

das Gebirge wird gehoben und abgetragen, und es stellt sich wiederum der Ausgangszu- sich ein Hitzestau unter dem Superkontinent.

Dies wiederum führt zum erneuten Zerbre-

chen, oftmals wieder entlang der Linie der ehemaligen Kontinent-Kontinent-Kollision. So wird ein neuer Wilson-Zyklus in Gang gesetzt. A EFG B C D

C1 |Die Stadien des Wilson-

Zyklus.

zeichnet ( neben der Erdkruste ( kontinentale oder ozeanische) auch der obere Teil des Erd- durch Unterschiede in der chemischen Zu- sammensetzung und damit der Dichte der

Gesteine definiert, die die Unterscheidung

in Erdkruste, Erdmantel, Erdkern ( ?Modul

A "Planetensystem und Aufbau der Erde",

?A13, Schalenaufbau der Erde) steuert, sondern durch Änderungen im Festigkeits- werden, die von einer Zone geringerer Fes- tigkeit des Erdmantels, der (griech. asthenos = weich), unterlagert wer- den. Hier sind die Gesteine des oberen Man- tels nicht mehr fest, sondern plastisch.

Man ist der Ansicht, dass die Gesteine durch

die in dieser Tiefe herrschenden hohen Tem- peraturen (> 1000 °C) nahe ihrem Schmelz- punkt liegen und sehr leicht verformbar und in unterschiedlicher Tiefe unter Ozeanen und

Kontinenten (

lich schwanken, von weniger als 20 km am

Mittelozeanischen Rücken bis hin zu 200 km

unter den Kontinenten. aus ozeanischer oder nur aus kontinentalerKruste und dem jeweiligen Anteil des litho-

Platte bzw. die Eurasische Platte. In vielen

ozeanischer wie auch kontinentaler Kruste

Mantel, wie die Afrikanische Platte mit dem

Afrikanischen Kontinent, die Südamerikani-

sche Platte und der ozeanischen Kruste des

Ostatlantiks.

91
C

LernortGeologie

PlattentektonikSachinformation

1 Der Schalenbau der Erde und Ursachen der Plattenbewegung

2 Die Platten

Nach der Theorie der Plattentektonik ist die

Platten auseinander gebrochen (

?C3). Die

Platten driften auf der teilweise aufgeschmol-

reren Zentimetern pro Jahr, und die in die driftenden Platten eingeschlossenen Konti- nente werden mitgeschleppt (= Kontinental- aus der Erdkruste und

Mantel.

92
C

LernortGeologie

C3 |Auf der Weltreliefkarte

werden die Nahtstellen renplatten sichtbar (vgl. auch ?C4).

C4 |Geschwindigkeit der Re-

lativbewegung (Pfeile) (in cm/Jahr). nen (solange man von den Plattengrenzen einmal absieht).

Die Driftgeschwindigkeit der Platten variiert

sehr stark. Sich langsam bewegende Platten tragen im Allgemeinen große Kontinente (z. B. Nord- und Südamerikanische, Afrikani- sche, Eurasische und Antarktische Platte).

Schnelle Platten sind insbesondere die ozea-

nischen Platten mit Subduktionszonen als platte in den Mantel gezogen und dadurch gen Plattendrift entfernen sich z. B. Europa und Amerika um 2 - 3 cm/Jahr voneinan- der. In den letzten rund 510 Jahren seit der "Entdeckung" Amerikas durch Kolumbus ist die Entfernung zwischen beiden Kontinen-

2.1 Die Plattengrenzen

Wir unterscheiden drei Typen von Grenzen

?C5): divergie- rende Plattengrenzen, konvergierende Plat- tengrenzendriften die

Kontinente auseinan-

der. Dabei steigt teil- weise geschmolzenes dem oberen Mantel auf und füllt die Lücke zwischen den Platten. Dieses Material wird

Platten angefügt wird. Diese Grenze wird

daher auch als konstruktive Plattengrenze bezeichnet.

SachinformationPlattentektonik

93
C

LernortGeologie

Divergierende Plattengrenzen sind im Wil-

son-Zyklus an den Phasen B -D beteiligt und damit an der Bildung eines neuen Ozeans.

Beginnend mit dem Graben- oder Riftsta-

und Ausdünnung der Kruste beispielsweise gestreckte Grabenbrüche innerhalb einer kontinentalen Platte. Entlang der Verwerfun- gen kommt es wiederholt zu Vulkanismus und Erdbeben (z. B. Oberrhein-Graben, Ost- afrikanisches Riftsystem). Senkt sich der in- nerkontinentale Graben ab und erweitert sich, tritt ein Zustand wie heute am Roten den beiden Teilen der ehemals zusammen- nische Kruste. Wird eine Verbindung zu einem

Meer hergestellt, entsteht ein neuer Ozean.

Wie heute im Atlantik finden in der ersten

den aus und füllt die Lücke aus, die sich durch die Dehnung der Platten gebildet hat. Dieser

Vorgang wird auch als Seafloor-Spreading be-

zeichnet und ist heute besonders charakte- ristisch am Mittelatlantischen Rücken entwi- ckelt ( ?C5). Diese viele tausend Kilometer lange Nahtstelle trennt Nord- und Südame- riesige Vulkanberge entstehen, die weit über man sie heute auf Island findet.

An konvergierenden

Plattengrenzenkolli-

dieren zwei Platten. Ist bei solch einer Kolli- sion eine ozeanische

Platte beteiligt, spricht man von Subdukti-

onszone. Die überfahrene ozeanische Platte in den darunter liegenden Mantel gezogen, wo sie schließlich wieder aufgeschmolzen wird. Diese Grenze wird daher auch als de- struktiver Plattenrand bezeichnet.

Konvergierende Plattengrenzen sind im Wil-

son-Zyklus an den Phasen E -G beteiligt und damit an einer erdumspannenden Gebirgs- bildung. Nachdem die Ausdehnung des Oze- ans zum Stillstand gekommen ist, wird der

Ozean wieder kleiner. Dabei wird schwerer

ozeanischer Boden unter die leichtere kon- tinentale Kruste gedrückt bzw. gezogen. Im

Bereich solcher Subduktionszonen kommt

es zur Aufschmelzung von Gestein und zum

Magmenaufstieg durch die kontinentale

Kruste; Vulkane entstehen. Ferner bilden sich

Bereich der Umrandung des Pazifiks. Dabei

C5 |Querschnitt durch die

zeichnet sind die

Haupttypen der

Plattengrenzen.

PlattentektonikSachinformation

94
C

LernortGeologieSachinformation

Plattentektonik

nente immer mehr an. Die Einengung des lagerungen führt zu weiterer Gebirgsbildung, wie heute im Bereich des Mittelmeers. Die

Kollision der bisher getrennten, leichten kon-

tinentalen Krustenteile setzt an verschiede- nen Stellen ein. Kommt es zur Kollision bei- der kontinentaler Krustenteile, entstehen

Deformationen, Faltungen und Deckenüber-

schiebungen. Durch Heraushebung der so gebildeten tektonischen Komplexe kommt es zur Entwicklung von hohen Gebirgen wie den Alpen oder dem Himalaya. Nach der Kol- lision der beiden kontinentalen Krustenteile nen nochmals gewaltige Massen vulkani- zener Porphyrgebiet). Nach der Kollision ist wieder eine einheitliche Platte vorhanden, nur die Zone des Zusammenstoßes der bei- den Krustenteile ist oft noch als sogenannte

Sutur erkennbar. In der Abbildung

?C6 sind drei verschiedene Varianten einer konvergie- renden Plattengrenze dargestellt.

Eine Kontinent-Kontinent-Kollision führt zu

mehrfachen Überschiebungen, zu Faltungen und einer Verdickung der kontinentalenKruste und damit zu einem hohen Gebirge.

Beispiele sind die Alpen und der Himalaya.

Diese Art der Kollision wird daher als Alpiner

Kollisions-Typ bezeichnet (

?C6a). Die Sub- duktion einer (schwereren) ozeanischen unter eine leichtere kontinentale Platte führt am Rand des Kontinents zur einer Tiefsee- rinne (Trench) und einem Vulkangürtel. Ein

Beispiel ist die Westküste von Südamerika

mit den Anden. Solch eine Ozean-Kontinent-

Kollision wird daher auch Andiner Kollisions-

Typ genannt (

?C6b). Bei der Subduktion einer ozeanischen unter eine andere ozea- nische Platte bildet sich durch Aufschmel- zung und Aufstieg des Magmas ein vulkani- scher Inselbogen, wie z. B. Japan. Dieser

Plattenrand wird daher auch Inselbogen-Typ

genannt ( ?C6c). rungengleiten zwei Platten anei- nander vorbei. Es wird keine neue tet. Ein bekanntes Beispiel ist die San-An- gen und heftigen Erdbeben, bei der die

Pazifische Platte an der Nordamerikanischen

Rücken entwickelt und unterteilen die Rücken in viele einzelne Segmente ( ?C7a). Diese

Erde. Bewegt sich eine Platte auf der Kugel,

so führt sie eine Rotationsbewegung um eine

Drehachse aus, die durch den Erdmittelpunkt

geht ( ?C7b). Die Geschwindigkeit der Rota- tion (Winkelgeschwindigkeit) ist an dem Aus- stichspunkt der Drehachse auf der Erdober-

Null und steigt mit zunehmendem Abstand

zum Euler-Pol an. Insbesondere im Bereich es an den Mittelozeanischen Rücken infolge der unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeit zu Brüchen und Verschiebungen.

Die Ursachen der Plattenbewegungen sind

nach heutigem Wissensstand in ?Konvek- (Mantelkonvektion). Unter gegebenen Druck- und Temperaturbedingungen verhalten sich

C6 |Varianten einer konver-

gierenden Platten- grenze a)Alpiner Typ, b)Andiner Typ, c)Inselbogen-Typ. a) c) b) 95
C

LernortGeologie

PlattentektonikSachinformation

wird angenommen, dass der Mantel durch

Konvektion bestrebt ist, die Temperaturdif-

ferenz zwischen heißem Erdkern und kühler auf, wenn es an der Unterseite erhitzt wird und auf der Oberseite abkühlt. Dann steigt heißes Material, das weniger dicht ist als das

Material darüber, vom Boden auf, und küh-

leres und damit dichteres Material sinkt von zen sind dabei meist an aufsteigende (Sprei- zungsachsen) und abtauchenden (Subduk-

Neben dem Antrieb durch die Konvektions-

nische Kruste an den Mittelozeanischen

Rücken, die sich hier bis zu 3.000 m über

dem Tiefseeboden erhebt, kommt es durch die Gravitationskraft zu einer Hangabtriebs- kraft ( ?C8b). Diese drückt die Platten vom

Spreizungszentrum weg (ridge push force)

vom Mittelozeanischen Rücken wird die ozea- nische Platte durch Abkühlung dichter und damit schwerer. An einer Subduktionszone sinkt sie in den Erdmantel zurück. Dort ist die alte, dichte Platte schwerer als die heiße

Umgebung im Erdmantel, und die Platte wird

durch ihr Eigengewicht in den Mantel hinab- gezogen. Diese Zugkraft (slab pull forces) be- schleunigt die Plattenbewegung ( ?C8c). b) Magma

Druck des Mittelozeanischen RŸckensa)

Mantelkonvektion

c)Zug des Mittelozeanischen RŸckens

Subduktion

als Motor der Platten - bewegung. achsen der mittelozeanischen Rücken (MOR). b) Sie entstehen durch Unterschiede der Winkel- geschwindigkeit bei der Plattenbewegung auf rungen folgen der Spur eines Kleinkreises (z. B. die Breitengrade) um die Rotationsachse. Des- ozeanischen Rücken nicht gerade, sondern leicht gebogen.

C9 |Plattentektonik heute:

Stadien des Wilson-

Zyklus (

?C1), die z. Zt. auf der Erde verwirk- licht sind. a) b) 96
C

LernortGeologieSachinformation

Plattentektonik

Wenn wir den heutigen Status der Erde be-

trachten, so laufen verschiedene plattentek- tonische Prozesse gleichzeitig ab, d. h. wir

Anfang des Kapitels genannten Wilson-Zy-

klus in unterschiedlichen Regionen der Erde schiedenen Regionen zugeordnet werden ?C9) und werden nach diesen benannt, so z. B. das Aufbrechen der Kontinentalplatte mit Graben- oder Riftstadium am Ostafrika- nischen Grabensystem, die erste Verbindung zum Weltmeer und Bildung erster ozeani- scher Kruste im Roten Meer, die Ausbildung eines Mittelozeanischen Rückens im Atlan- tik, die Ausbildung randlicher Subduktions- zonen im Pazifik, die Einengung der Meeres- wie heute im Bereich des Mittelmeeres und die Kollision der Platten und Entstehung eines hohen Gebirges wie des Himalaya.

2.2 Das magnetische Streifenmuster

des Meeresbodens

Geowissenschaftler haben entdeckt, dass

die Basalte am Meeresboden in Richtung des zur Zeit ihrer Bildung herrschenden irdischen

Magnetfeldes magnetisiert werden (

?Modul

A "Planetensystem und Aufbau der Erde").

Dieser remanente Magnetismus bleibt über

netismus von Gesteinen verschiedenen Al-

Richtung des Magnetfeldes zeigt nach Nor-

den (zum magnetischen Nordpol) und wird als normal, die entgegengesetzte Richtung als invers bezeichnet. Die chronologische Ab- folge dieser wiederholten Feldumkehrung lie-quotesdbs_dbs31.pdfusesText_37

[PDF] Entstehung, Formen und Dauer von Traumatisierungen in

[PDF] Entstehung: Die Carls Stiftung wurde von dem Unternehmerehepaar

[PDF] Enttäuschung vs. Inspiration oder Fall vs. Aufstieg ??????????? ?

[PDF] Enttrümmerung und Wiederaufbau der Dresdner Frauenkirche

[PDF] ENTWÄSSERUNGSSATZUNG (EWS)

[PDF] Entwässerungssatzung der Landeshauptstadt Magdeburg

[PDF] Entwickelt als ultimative Schutzbrille für Soldaten im Einsatz, baut

[PDF] Entwicklung der Förderung des Landtourismus

[PDF] Entwicklung des Jagdhornblasens in Niedersachsen

[PDF] Entwicklung des Pharmamarktes in Deutschland im

[PDF] Entwicklung des produktiven Wortschatzes von Kindern mit Down

[PDF] Entwicklung einer Methode zur Stammdatenintegration Alexander

[PDF] Entwicklung einer Werkzeugverwaltung für die Frässimulation `CNC

[PDF] Entwicklung eines computergestützten - OPUS

[PDF] Entwicklung eines zeitgemäßen ABC-Selbsthilfe