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Tektonische Prozesse

Skripte
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Immer wieder ist in den Nachrichten von Erdbeben, Vulkanausbrüchen oder auch gewaltigen Tsunamis die Rede. Diese Naturereignisse können immer wieder großen Schaden anrichten. Grund hierfür sind die Wanderung der Kontinente und die ständigen Bewegungen und Prozesse im Erdinneren, welche tektonische Prozesse genannt werden.

Alfred Wegener

Abb. 1: Alfred Wegener
Alfred Wegener war ein deutscher Polarforscher und Meterologe, welcher von 1880 bis 1930 lebte. Er stellte fest, dass die Ränder der heutigen Kontinente einem Puzzle ähnelten. Außerdem bemerkte er, dass es Gemeinsamkeiten bezüglich Lebewesen oder Gesteinen gab, obwohl die Kontinente sehr weit voneinander entfernt sind. Daraufhin beschäftigte er sich damit, die Existenz eines großen Urkontinents zu belegen.
Abb. 1: Alfred Wegener
Doch warum leben wir heute nicht mehr auf einem Urkontinent zusammen? Hierfür hat A. Wegener mehrere Hypothesen aufgestellt. Der Urkontinent, welchen er Pangäa nannte, zerbrach seiner Meinung nach vor 200 Millionen Jahren in mehreren Phasen. Daraufhin bildeten sich zwischen den auseinanderdriftenden Kontinenten Ozeane. Die Struktur zwischen den Erdteilen ging somit verloren. Gleichzeitig wurden Meeresboden und Kontinentrand der bewegenden Kontinente als Gebirge aufgestaucht, während Inselbögen zurückgeblieben sind. Eine weitere Hypothese von Wegener war dementsprechend das Prinzip der Isostasie. Hierbei schieben sich die leichteren Kontinente, welche aus Silizium und Aluminium (SiAl) bestehen auf die schweren und dichten Ozeanböden. Die Gründe sind die schweren Bestandteile aus basaltischem Silizium und Magnesium (SiMa).
Nach Wegener entwickelten sich aus dem Urkontinent Pangäa, zwei Hauptkontinente mit den Namen Laurasia und Gondwana. Die Plattendrift führte dann weiterhin dazu, dass sich vor 65 Millionen Jahren die Kontinente immer näher in unsere heutige Lage verschieben. Eurasien war jedoch noch mit Nordamerika verbunden, ebenso wie die Antarktis und Australien. Darüber hinaus gab es noch Indien, als alleinstehenden Kontinent.

Beweise für die Wanderung der Kontinente

  • Geologie: Die Gesteinsarten ähneln sich über die Kontinente hinaus. Ein Faltengebirge in Norwegen und Schottlang setzt sich in Nordamerika, genauer gesagt in den Appalachen, fort.
  • Biologie: Ebenfalls kommen verschiedene Tierarten in bestimmten Bereichen der Erde vor. Es wird deutlich, dass sich die Kontinente auseinanderbewegen und die jeweilige Tierart auf beiden Kontinenten vorkommt. Zum Beipsiel kommen heutzutage Beuteltiere nur in Amerika und Australien vor oder Barsche in Süßwasserseen von Nordamerika und Europa.
  • Plattentektonik

    Allgemein gesehen ist eine Platte ein Stück der Lithosphäre, welche durch aktive Zonen nach außen begrenzt wird. Die Plattentektonik wiederum verdeutlicht die Gliederung der Lithosphäre in sieben sogenannte Lithosphärenplatten, beziehungsweise Kontinentalplatten.
    Die 7 großen Lithosphärenplatten
  • Nordamerikanische Platte
  • Eurasische Platte
  • Südamerikanische Platte
  • Afrikanische Platte
  • Antarktische Platte
  • Australische Platte
  • Pazifische Platte
  • Durch die Drift der Platten ergeben sich drei verschiedene Arten von Plattengrenzen, welche sich in ihrer Richtung und Geschwindigkeit unterscheiden:
    Konstruktive Plattengrenzen:
    Die konstruktive Plattengrenze wird auch divergierende Plattengrenze genannt. Bei dieser Art der Plattengrenze bewegen sich die Platten auseinander, während Material aus dem Erdinneren, insbesondere aus dem Erdmantel, aufsteigt. Dieses aufsteigende Material führt dann dazu, dass sich neue Lithosphäre bildet.
    Typisch hierfür sind hohe Gebirge auf den Ozeanböden, die sich zwei bis drei Kilometer in die Höhe türmen. Hierbei handelt es sich um das System des Mittelozeanischen Rückens, welches auf dem gesamten Planeten vorhanden ist. Dadurch werden mehr als 60% der magmatischen Gesteine produziert.
    Es kommt zu einer Zerrung, also Divergenz, was dazu führt, dass die Ozeanböden durch Seafloor-spreading wachsen.
    Seafloor-spreading
    Darunter ist die Ausdehnung des Meeresbodens zu verstehen, aufgrund divergierender Platten.
    Seafloor-spreading
    Darunter ist die Ausdehnung des Meeresbodens zu verstehen, aufgrund divergierender Platten.
    Des Weiteren bildet sich eine breite Störungszone aus, was zu einem 10 km breiten Graben führt. Ebenso treten sogenannte Black oder White Smoker aus. Hierbei handelt es sich um 350 °C heiße metallreiche Thermalquellen.
    Destruktive Plattengrenzen:
    Bei einer destruktiven Plattengrenze bewegen sich die Platten aufeinander zu. Hierbei taucht die schwere ozeanische Platte unter die leichte, kontinentale Platte. Die ozeanische Platte wird dabei in den Erdmantel eingegliedert.
    Subduktion
    Findet im Bereich der Tiefseerinnen statt und führt zu sehr großen Reliefunterschieden. Dieser Prozess setzt große Spannungen frei - Folgen sind Erdbeben und Vulkanismus.
    Subduktion
    Findet im Bereich der Tiefseerinnen statt und führt zu sehr großen Reliefunterschieden. Dieser Prozess setzt große Spannungen frei - Folgen sind Erdbeben und Vulkanismus.
    Konservative Pattengrenzen:
    Die Platten gleiten bei konservativen Plattengrenzen aneinander vorbei, Grund hierfür ist die Horizontalverschiebung. Es wird weder Lithosphäre erneuert, noch verschluckt. Diese Plattengrenzen werden aufgrund der heftigen Erdbeben gefürchtet.
    Beispiel - Die San-Andreas-Verwerfung: Sie ist 1.100 km lang und liegt im Störungssystem der kontinentalen Kruste. Hier bewegt sich die Pazifische Platte an der Nordamerikanischen Platte vorbei. Es kommt zu katastrophalen Erdbeben, die sehr viel Zerstörung anrichten.

    Antriebe der tektonischen Prozesse

    Große Energiequellen müssen in der Erde vorhanden sein, damit es überhaupt zu plattentektonischen Prozessen kommt. Die Platten werden angetrieben oder ausgebremst, indem eine Umsetzung der Energie in mechanische Arbeit erfolgt. Der Antrieb dieser Energiequelle ist die Wärme, welche bewirkt, dass in den Systemen des ozeanischen Rückens heißes Material aufsteigt. Die Folge ist die Wölbung des Rückensystems, sowie eine Schräglage der ozeanischen Lithosphärenplatten. Geologen nennen diese Bewegung "Ridge Push", also auf deutsch den "Schub durch die Rückenbildung". Die aufgestiegenen Gesteinsmassen speichern somit potenielle Energie.
    Ridge Push: Der Schub durch die Rückenbildung, die Platten gleiten aufgrund der Aufwölbungen seitlich ab. Sie werden durch aufsteigendes Gesteinsmaterial zusätzlich auseinander gedrückt.
    Slab Pull: Abtauchende, ozeanische Platten sinken in den Subduktionszonen ab und ziehen die restliche Platte hinter sich her.
    Ridge Push: Der Schub durch die Rückenbildung, die Platten gleiten aufgrund der Aufwölbungen seitlich ab. Sie werden durch aufsteigendes Gesteinsmaterial zusätzlich auseinander gedrückt.
    Slab Pull: Abtauchende, ozeanische Platten sinken in den Subduktionszonen ab und ziehen die restliche Platte hinter sich her.
    Abb. 2: Konvektionszellen im Erdinneren.
    Abb. 2: Konvektionszellen im Erdinneren.

    Der Wilson- Zyklus

    Die Lithosphärenplatten sind ständig in Bewegung, wir befinden uns somit auf einem sehr dynamischen Planeten. Allerdings können die Bewegungen der unterschiedlichen Plattengrenzen nicht beliebig ablaufen. Um eine Darstellung zu ermöglichen, ist ein theoretisches Modell erfasst worden, der Wilson- Zyklus. Da es sich um ein Modell handelt, werden nur die Grundzüge dargestellt, um die Realität so exakt wie möglich zu verdeutlichen.
    1970 wurde dieser Zyklus von dem kanadischen Geowissenschaftler John Tuzo Wilson erfasst, um die plattentektonischen Vorgänge in einem zeitlich- räumlichen Zyklus aufzuzeigen. Nach Wilson dauert ein vollständiger Zyklus 500 Millionen Jahre, dazwischen jedoch gibt es verschiedene Stadien, die im Folgenden beschrieben werden:
    Abb. 3: Der Wilson- Zyklus
    Abb. 3: Der Wilson- Zyklus
    (1) Ruhephase: Ein großer Urkontinent befindet sich im Ruhestadium, bis es zu einem Wärmestau kommt und durch Hotspots Vulkane entstehen.
    (2) Graben- Riftstadium: Daraufhin dehnt sich die Lithosphäre und wölbt sich auf. Somit senkt sich der Bereich über den Hotspots. Der Oberrheingraben in Südwestdeutschland und Ostfrankreich ist ein Beispiel für diese Phase im Wilson- Zyklus.
    (3) Ozeanisches Jungstadium: Der Graben senkt sich immer weiter ab und wird breiter. Dies führt dazu, dass Meerwasser eindringt und sich ein junger Ozean öffnet. Lava tritt in zentralen Riftzonen aus - ozeanische Kruste bildet sich. Das Rote Meer ist ein Beispiel, somit auch die Bezeichnung "Rote- Meer- Stadium".
    (4) Ozeanisches Reifestadium: Der Ozean öffnet sich weiter, da immer mehr Ozeanboden produziert wird. Der mittelozeanische Rücken baut sich auf. Typische Merkmale für diesen Prozess sind Erdbeben und Vulkanismus. Am Rand der Ozeane findet keine Gebirgsbildung statt, da es sich um passive Kontinentränder handelt. Der Atlantik befindet sich aktuell in diesem Stadium.
    (5) Inversionsphase: Langsam kommen die Vorgänge der Ausdehnung zum Stillstand. An Subduktionszonen taucht der schwere Ozeanboden im Bereich der Tiefseerinnen unter die leichtere Kontinentalplatte ab - es kommt zu Erd- und Seebeben. Die aktiven Kontinentränder werden durch Faltengebirge gekennzeichnet, bei der Konvergenz ozeanischer Platten entstehen Inselbögen. Dieses Stadium ist aktuell im pazifischen Ozean zu beobachten, deshalb auch das Pazifik- Stadium.
    (6) Ozeanisches Endstadium: Der Ozean wird wieder kleiner, da die Plattenkonvergenz weiter anhält. Die Kontinente nähern sich wieder an, die Gebirgsbildung wird vorangetrieben. Das Mittelmeer verdeutlicht diese Phase, es wird auch von dem Mittelmeer- Stadium gesprochen.
    (7) Kollisionsstadium: Nachdem die ozeanische Platte vollständig subduziert ist, kollidieren die beiden Kontinente miteinander. Es kommt daraufhin zum Aufstieg von Hochgebirgen, zu Erdbeben und Verformungen der Erdoberfläche. Ein Beispiel hierfür ist das Himalaya- Gebirge.
    (8) Ruhephase: Nach diesem Vorgang kehrt wieder Ruhe ein auf der neuen Großplatte, das entstandene Hochgebirge wird langsam wieder abgetragen.
    Nach diesen 8 Schritten schließt sich der Vorgang und der Zyklus kann erneut beginnen.
    Anhand der Plattentektonik und des Wilson- Zyklus wird die Wanderung der Kontinente erklärt. Die tektonischen Prozesse erklären somit auch Erdbeben, Vulkanausbrüche und Tsunamis, welche große Gebiete zerstören können. Durch Alfred Wegener wurde sich genau mit den Bewegungen im Erdinneren beschäftigt, sodass es heute mittlerweile verständlich ist.
    Bildnachweise [nach oben]
    [1]
    Public Domain.
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    © 2016 – SchulLV.
    [3]
    © 2016 – SchulLV.
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