Vorgänge an den plattengrenzen

Die Plattentektonik zerlegt also die Erdoberfläche in Lithosphärenplatten, die unter den Ozeanen etwa 100 km, unter den Kontinenten etwa 200 km dick sind. Die Lithos-phärenplatten sind voneinander durch drei Typen von Grenzen getrennt. Sie sind nicht nur räumlich definierbare Grenzen, an ihnen spielen sich vielmehr auch alle wesentlichen Vorgänge der Dynamik der Erde ab.

Man unterscheidet:


Konstruktive Plattengrenzen:
Grenzen, an denen neue ozeanische Erdkruste entsteht. Es sind die Mittellinien der ozeanischen Rücken, an denen "Sea-floor spreading" stattfindet.



Destruktive Plattengrenzen:
Hier taucht ozeanische Lithosphäre, in seltenen Fällen auch kontinentales Material unter eine andere Lithosphärenplatte ab. Dieser Vorgang ist im allgemeinen mit Gebirgsbildung im weitesten Sinne verbunden. Solche Grenzen werden "Subduktions-zonen" genannt.


Transform - Verwerfungen (Transform faults)


Horizontalverschiebungszonen:
Das sind Horizontalbewegungen ozeanischer, in gewissen Fällen auch kontinentaler Lithosphäre, an denen neue Erdkruste weder gebildet noch vernichtet wird. An diesen Flächen gehen stetig Verschiebungen vor sich, solange ein ozeanischer Rücken als Sea-floor spreading-Zentrum aktiv ist. Man darf sich diese Bewegung allerdings nicht so vorstellen, als ob ein zunächst gerade verlaufender Rücken nachträglich wie von Blattverschiebungen versetzt würde. Vielmehr geht das Aufreißen einer mittelozeanischen Spalte von vornherein mannigfach versetzt vor sich. Die Transformverwerfungen entstehen als Ausgleichsbewegungen wegen der kugelschal-förmigen Oberfläche der Lithosphärenplatten
Folge: häufiges Auftreten von Erdbeben (1906, 1989 - San Francisco).




















St. Andreas - Graben


Der St. Andreas-Graben in Kalifornien bildet eine Grenze zwischen der Amerikanischen und der Pazifischen Platte. Die Amerikanische Platte bewegt sich nach Süden, die Pazifische Platte nach Norden. Auf der Amerikanischen Platte liegt San Francisco, auf der Pazifischen Los Angeles. Wenn die Bewegung der Platten mit der gleichen Geschwindigkeit wie jetzt andauert, dann werden die beiden Städte, die sich momentan in ca. 600 km Entfernung von einander befinden, in ein paar tausend Jahren bei-einanderliegen. Die Bewegungsenergie wird gestaucht. Deshalb kommt es in dieser Gegend öfter zu Vulkanausbrüchen und Erdbeben. 1906 kam es zu einer plötzlichen Seitversetzung der nach Norden wandernden Pazifischen Platte um 6 Meter!


Sea-floor spreading (Dehnungszonen, Divergenzzonen)

1960 wagten die Geologen Hess und Dietz auf der Basis der neuen Erkenntnisse die Hypothese, daß möglicherweise geschmolzene Materie aus dem Erdmantel nach oben dringt - beispielsweise im Bereich bestimmter Bruchlinien, die sich entlang der Längsachse des Atlantik erstrecken - und im hängenden Bereich des Mantels beidseitig auseinanderweicht, um schließlich abzukühlen und zu erhärten. Die Meeresböden werden quasi an solchen mittelozeanischen Längsachsen auseinandergezogen. Die Kontinente würden demnach nicht auseinanderdriften, sondern von den seitlich auseinanderstrebenden Meeresböden passiv mitgeschleppt.
Sea-floor spreading-Zentren sind im eigentlichen Sinn alle aktiven ozeanischen Rücken, da dort neue, ozeanische Kruste entsteht.
Im Grundsatz entsteht bei jedem Vulkanausbruch punktuell ein Stückchen neue Erdkruste. Insgesamt spielt sich der größte Teil der vulkanischen Vorgänge auf der Erde an vier Strukturtypen ab.
1. Die Gebirge rund um den Pazifischen Ozean und längs des Südrandes von Europa und Asien
2. Vulkangruppen längs ausgeprägter Grabenstrukturen innerhalb von Kontinenten

(ostafrikanisches Grabensystem)
3. Andere Vulkane liegen mitten im Ozean, weitab von Kontinenträndern und

ozeanischen Rücken.
4. Der weitaus größte und stetigste Vulkanismus aber findet in den Ozeanen längs der mittel-ozeanischen Rücken statt, wenn er auch nur selten, wie etwa in Island an der Oberfläche sichtbar ist.


Magnetfeld:

Auch das Magnetfeld der Erde änderte sich im Verlauf der Erdgeschichte. Bestimmte magnetische Gesteine konservieren die Ausrichtung des Magnetfeldes über Jahrmillionen. Am "Mittelatlantischen Rücken" wurden langgezogene Streifen starker und schwacher Magnetfelder gefunden, die einander abwechseln. Sie liegen symmetrisch auf beiden Seiten des "Mittelatlantischen Rückens". Der naheliegende Schluß war, daß hier durch den Aufstieg von Magma ständig neuer Meeresboden gebildet wird, der vom Rücken in entgegengesetzte Richtungen wegdriftet. Beim Erkalten der Gesteine wird die Richtung des jeweils herrschenden Magnetfeldes konserviert. Das Basaltgestein ist unmittelbar am Rand des Zentralgrabens am jüngsten und wird desto älter, je weiter man sich nach beiden Seiten entfernt. Meeresbodenstreifen, die dieselbe Magnetfeldrichtung wie heute aufweisen, haben ein starkes Magnetfeld. Streifen mit entgegengesetzter Magnetisierung ein schwaches Feld. Da die Zeit zwischen den jüngsten Umpolungen des Erdmagnetfeldes bekannt ist, läßt sich aus der Breite der Streifen eine Driftgeschwindigkeit berechnen. Sie liegt im nördlichen Bereich des "Mittelatlantischen Rückens" bei etwa 1 cm pro Jahr, im südlichen Bereich bei 5 cm pro Jahr.
Das Breitenwachstum der mittelozeanischen Rücken kann bis zu 16 cm pro Jahr betragen, so daß in 100 Millionen Jahren möglicherweise der gesamte Ozeanboden des Pazifik von neu gebildetem Basalt bedeckt sein wird. Sedimente vom Meeresboden sind in der Tat nur in seltenen Fällen älter als 100 Millionen Jahre, was angesichts eines 45 mal höheren Erdalters sehr verwunderlich ist, ließe es sich nicht mit der kontinuierlichen Ausbreitung der Meeresböden erklären.
Bei Wegener ist der Meeresboden alt, er kommt bei der Verschiebung der Kontinente nur neu zum Vorschein. Tatsächlich sind die Ozeanböden jünger als die meisten Kontinentteile und sie sind bei weitem mobiler als diese.
So, wie infolge des Sea-floor spreading an manchen Stellen Platten aneinander-gedrückt werden, werden an anderen welche auseinandergerissen. Der Mittel-atlantische Rücken verläuft genau durch das westliche Island, das, wenn auch sehr langsam, auseinanderbricht.
Ein anderer Dehnungsbereich ist das "Rote Meer", das noch ziemlich jung ist und seine Existenz nur der Tatsache verdankt, daß Afrika und die Arabische Halbinsel sich voneinander entfernen. Dieser Prozeß hält an, so daß das "Rote Meer" gewissermaßen ein neuer, in der Entstehung begriffener Ozean ist. Daß am Boden des "Roten Meeres" Magma aufdringt, darauf deutet die Tatsache hin, daß es in der Tiefe dieses Gewässers Stellen gibt, wo die Temperatur 65 Grad Celsius beträgt und der Salzgehalt mindestens fünfmal so hoch ist wie bei normalem Meerwasser.




Subduktionszonen ( Verschluckungszonen , Konvergenzzone )

Durch die ständige Neubildung von Meeresboden müßte sich der Erdumfang langsam vergrößern. Da dies aber nicht der Fall ist, muß es einen Mechanismus geben, der zum Verschwinden von Meeresboden führt. Wenn zwei Platten an einer Plattengrenze auseinanderrücken, dann ist es klar, daß es auf der jeweils gegenüberliegenden Seite zu Druckspannungen mit der nächst angrenzenden Platte kommen muß. Wenn sich auf diese Weise zwei Platten aufeinander zubewegen, bauen sich diese Spannungen langsam und kontinuierlich auf (bei einer Wanderungsgeschwindigkeit der "aktiven" Platte von nicht mehr als 5 cm pro Jahr), und es kommt an der Kontaktfläche zu Stauchungen, Krustenüberschiebungen und Faltenbildungen.
Bei der Subduktion taucht die schwerere ozeanische Kruste unter die leichtere kontinentale Kruste und in den tieferen Erdmantel hinein und verschwindet somit von der Erdoberfläche. Sie wird dort aufgeschmolzen und wieder zu Magma. Man hat sogar schon Beweise gefunden, daß Magmasedimente nach ihrer Reise in die Tiefe wieder in Vulkane eingebracht werden können.

Die Subduktionszonen sind durch vier auffällige Merkmale gekennzeichnet:
1. Sie bilden neben den ozeanischen Rücken die Hauptvulkangebiete der Erde.
2. Sie sind die erdbebenreichsten Gebiete der Erde.
3. Sie werden entweder von Faltengebirgen oder von Inselbögen begleitet.
4. Sie werden STETS von Tiefseegräben begleitet, von schmalen Furchen im Ozeanboden, die weit unter die durchschnittliche Meerestiefe hinabreichen.


Ein typisches Beispiel für solche Subduktionszonen ist die Westküste von Amerika. Vor der Küste liegt ein Tiefseegraben. Er markiert die eigentliche Subduktionszone. Auf der Kontinentalplatte zieht sich ein Gebirge mit aktiven Vulkanen von Alaska bis nach Feuerland. Die Kollision der Platten wird auch von starken Erdbeben begleitet.
Wenn man die Pazifische Platte betrachtet, stellt man fest, daß sie ringsum von zahlreichen aktiven und erloschenen Vulkanen gesäumt ist. Man nennt diese Anordnung auch den "PAZIFISCHEN FEUERRING". (Japan, Philippinen, Aleuten....)