Geotektonik

Erdgeschichte/Tektonik/Vulkanismus

100750 | Seite 175 | Abb. 2 | Maßstab 1 : 120.000.000
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Überblick


Die Kontinente haben Kerne aus metamorphen und plutonischen Gesteinen, die meist der Erdurzeit, dem Präkambrium, entstammen. Die ältesten unter ihnen gibt es in Afrika. Sie haben teilweise ein Alter von ca. 3 Milliarden Jahre.
Vulkanismus und Grabenbildung begleiten schon seit dem Erdmittelalter das Zerbrechen der Kontinente entlang tief reichender Störungen. Paläowissenschaftliche Forschungen haben bewiesen, dass die heutige Lage der Kontinente früher deutlich anders war. Der deutsche Geophysiker und Meteorologe Alfred Wegener (1880-1930) stellte schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Hypothese von der Kontinentalverschiebung auf. Ihm war aufgefallen, dass sich die den Atlantik umgebenden Küsten in ihrem Verlauf ähnelten und wie Puzzlestücke zusammenpassen.
Nach heutigem Stand sind die einzelnen Kontinente Teile von großen lithosphärischen Platten, die über dem zum großen Teil flüssigen oberen Erdmantel bewegt werden. Diese Bewegung kommt durch so genannte Konvektionsströme im Erdmantel (in Tiefen von 60 bis 150 Kilometern) zustande.

Kontinente in Bewegung
Der Übergang von der leichten kontinentalen Kruste zur schweren ozeanischen Kruste erfolgt unterhalb der Kontinentalhänge. Die ozeanische Kruste umfasst flach geneigte Tiefseebecken, mittelozeanische Rücken und Tiefseegräben. Die mit einer Gesamtlänge von mehr als 70 000 Kilometer und mit einer Breite von über 1 500 Kilometer verlaufenden mittelozeanischen Rücken bilden eine nahezu geschlossene Kette.
Ihre schmale Kammregion wird durch einen Zentralgraben markiert, der beispielsweise auch das zum mittelatlantischen Rücken gehörende Island durchquert. Spaltenbildung, verknüpft mit intensiver Vulkantätigkeit, ist das charakteristische Merkmal einer ständigen Dehnung der ozeanischen Kruste an dieser Stelle.
Die Ausdehnungsgeschwindigkeit schwankt zwischen einem Zentimeter pro Jahr im Nordatlantik und sechs Zentimetern pro Jahr im Südpazifik. Das Modell des sich spreizenden Meeresbodens erklärt das junge Alter der Vulkane entlang der mittelozeanischen Rücken und die Alterszunahme des ozeanischen Meeresbodens in Richtung der Kontinentalränder. Die ozeanischen Rücken werden von Störungszonen gequert. An diesen Stellen erfolgt die Dehnung der mittelozeanischen Rücken seitlich versetzt.
Infolge der regelmäßigen Ausdehnung der ozeanischen Kruste, taucht sie im Bereich der Tiefseegräben unter die leichtere kontinentale Kruste. Diesen Vorgang bezeichnet man als Subduktion. Häufig rufen die Kräfte einer Subduktion Erdbeben oder Vulkanausbrüche hervor. Zugleich werden die kontinentalen Krustengesteine zu Falten deformiert oder zu einem Gebirge gestapelt.

V. Kaminske, J. Seibel

Info Plus

Die kontinentale und die ozeanische Kruste befinden sich in einem sogenannten Tauchgleichgewicht. Gemäß diesem Isostasieprinzip überragen die Kontinente das ozeanische Krustenniveau nur so weit, wie es ihrer geringeren Gesteinsdichte entspricht. Die Kontinente haben Kerne aus metamorphen und plutonischen Gesteinen, die meist der Erdurzeit, dem Präkambrium, entstammen und im Verlaufe mehrerer orogener Zyklen erweitert wurden. Die inzwischen tief abgetragenen "Urkontinente" wurden seit dem Kambrium lediglich von flachen Schelfmeeren überflutet und werden daher gebietsweise von ungestört auflagernden Sedimentserien überlagert.

Bewegungen der Platten
Vulkanismus und Grabenbildung begleiten schon seit dem Erdmittelalter das Zerbrechen der Kontinente entlang tief reichender Störungen. Paläomagnetische Messungen, paläontologische Befunde und die Lage eines permokarbonischen Vereisungszentrum haben bewiesen, dass die heutige Lagekonstellation der Kontinente früher deutlich anders war. Der deutsche Geophysiker und Meteorologe Alfred Wegener hat aufgrund der Analogie des Küstenverlaufs in der Umrahmung des Atlantiks schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Hypothese von der Kontinentalverschiebung aufgestellt. Allerdings sind die Kontinente in der modernen Interpretation lediglich Teilstücke größerer lithosphärischer Platten, die über der Asthenosphäre passiv bewegt werden. Gegenüber der Wegener'schen Hypothese hat der heutige Erklärungsansatz den Vorzug, die großen Reibungskräfte an der Basis driftender Kontinentschollen durch die Annahme von konvektiven Fließvorgängen in größeren Tiefen von 60 bis 150 Kilometern (vgl. 222.3) besser erklären zu können.
Zusammenfassend gilt für die Kontinente, dass sie aus präkambrischen Kernen entstanden, die im Verlauf der jüngeren Erdgeschichte zum Teil zu Tafelländern umgestaltet wurden und von jüngeren Orogenen — die gleichfalls präkambrisches Grundgebirge umschließen können — umgürtet werden. Das Zerbrechen und die Drift der Kontinente sind Ergebnis einer vom oberen Erdmantel ausgehenden Dynamik.
Der Übergang von der spezifisch leichteren kontinentalen Kruste zur schwereren ozeanischen Kruste erfolgt unterhalb der Kontinentalhänge. Die ozeanische Kruste umfasst flach geneigte Tiefseebecken, ozeanische Rücken und Tiefseegräben. Die sich über mehr als 70 000 Kilometer erstreckenden und über 1500 Kilometer breiten ozeanischen Rücken verlaufen mit einer Höhe von bis zu 3500 Metern als nahezu geschlossene Kette über die Tiefseebecken. Ihre schmale Kammregion wird durch einen Zentralgraben markiert, der beispielsweise auch das zum mittelatlantischen Rücken gehörende Island durchquert. Rezente Spaltenbildung, verknüpft mit intensiver Vulkantätigkeit, ist das charakteristische Merkmal einer fortdauernden Krustendehnung.
Der Beweis für die Spreizung der Ozeankrusten entlang den ozeanischen Rücken wurde durch die Entdeckung der paläomagnetischen Streifenmuster erbracht. Inzwischen wurden in allen Ozeanen Zonen normaler und inverser remanenter Gesteinsmagnetisierung nachgewiesen, die beiderseits der ozeanischen Rücken spiegelbildlich angeordnet sind. Diese Streifen bilden Spaltenintrusionen ab, weil die in die Spalten eindringenden basaltischen Laven beim Unterschreiten der Curie-Temperatur (578 °C für Magnetit) die jeweils herrschende Magnetisierung aufgeprägt bekommen.
Die Dehnungsrate der ozeanischen Kruste ergibt sich infolge der ständig nachdrängenden und sich seitlich ausbreitenden Magmen aus dem Alter und dem Abstand der Umschlagpunkte der Magnetisierung von der Scheitelregion des Rückens. Die Ausdehnungsgeschwindigkeit schwankt zwischen einem Zentimeter pro Jahr im Nordatlantik und sechs Zentimetern pro Jahr im Südpazifik. Das Modell des sich spreizenden Meeresbodens ("Sea Floor Spreading") erklärt sowohl das junge Alter der Vulkane in der Längserstreckung der ozeanischen Rücken als auch die kontinuierliche Alterszunahme des ozeanischen Meeresbodens in Richtung der Kontinentalränder. Die ozeanischen Rücken werden von Bruchlinien gequert, an denen diese sowie das begleitende Streifenmuster seitlich versetzt werden ("Transform Faults").
Wenn in der Kammregion der ozeanischen Rücken ständig ozeanische Kruste neu gebildet wird und sich seitlich ausbreitet, so muss sich entweder die Erde ausdehnen — wofür es keinen Hinweis gibt — oder die neu entstandenen Krustenanteile müssen durch Abtauchen ozeanischer Kruste ausgeglichen werden. Dieses Abtauchen, die sogenannte Subduktion, ereignet sich in Tiefseegräben, die den Kontinenten unmittelbar vorgelagert sind oder auf der Ozeanseite konvex gekrümmter Inselbögen liegen. Aufgrund seismologischer und vulkanologischer Daten ist anzunehmen, dass sich die dichtere — und damit schwerere — ozeanische Kruste in den Tiefseegräben unter die leichtere Kruste eines Kontinents schiebt bzw. an einer kontinentwärts geneigten Grenzfläche unter einem Inselbogen versinkt. Als Antriebskraft dieser Bewegungsvorgänge wirkt konvektive Wärmeabgabe aus dem Erdinneren. Aufgrund der aus der Asthenosphäre aufsteigenden heißen Mantelmaterie dehnt sich die Kruste im Verlauf der ozeanischen Rücken. Hingegen verursachen die absteigenden Äste dieses Konvektionssystems im Bereich der Tiefseegräben bzw. der Orogengürtel eine oft intensive Erdbebentätigkeit und Vulkanismus. Zugleich werden die kontinentalen Krustengesteine zu Falten deformiert oder zu einem Deckengebirge gestapelt.
V. Kaminske

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Auswirkungen des Erdbebens in Japan vom 11.03.2011 im Satellitenbild

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Übersicht zur Dynamik und Mobilität zur Erdkruste

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Alter der ozeanischen Kruste

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