Was ist Plattentektonik? Wie wirkt es sich auf Erdbeben und Vulkanismus aus?

Was ist Plattentektonik? Wie wirkt es sich auf Erdbeben und Vulkanismus aus?

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie die Oberfläche unseres Planeten über Jahrmillionen geformt wurde? Die Antwort liegt im Konzept der Plattentektonik. Die Plattentektonik ist eine Theorie, die besagt, dass die Lithosphäre aus massiven Platten besteht, die miteinander interagieren. Die interagierenden Platten bilden geomorphologische Strukturen wie Berge und Ozeanrücken. Das ist jedoch noch nicht alles. Die Plattentektonik löst auch tödliche Erdbeben und Vulkanausbrüche aus.

Was ist Plattentektonik?

Die Plattentektonik ist eine wissenschaftliche Theorie, die die Bewegung und das Verhalten der Lithosphäre der Erde beschreibt. Es basiert auf der Idee, dass die Lithosphäre aus mehreren großen und kleinen Platten besteht, die sich ständig bewegen. Diese Platten können sich aufeinander zu, voneinander weg oder aneinander vorbei bewegen. Die Plattentektonik ist verantwortlich für die Entstehung von Bergen, Erdbeben und Vulkanen sowie für die Gestaltung der Landschaft der Erde über Millionen von Jahren.

Die Theorie der Plattentektonik hat drei Hauptkomponenten. Die erste Komponente ist die Kontinentaldrift, was darauf hindeutet, dass die Kontinente einst eine einzige Landmasse waren und sich seitdem auseinander bewegt haben. Diese Idee wurde erstmals 1912 von Alfred Wegener vorgeschlagen. Die zweite Komponente ist die Ausbreitung des Meeresbodens, die erklärt, wie neue ozeanische Kruste an mittelozeanischen Rücken entsteht und durch die Bewegung der umgebenden Platten von diesen Rücken weggedrückt wird. Diese Theorie wurde in den 1960er Jahren von Harry Hess und Robert Dietz entwickelt.1 Die dritte Komponente sind Plattengrenzen, das sind die Bereiche, in denen sich verschiedene Platten treffen.

Arten von Plattengrenzen

Es gibt drei Arten von Plattengrenzen: divergierende Grenze, konvergierende Grenze und transformierte Grenze.2

Divergierende Plattengrenzen sind Bereiche, in denen sich Platten voneinander entfernen. Diese Bewegung erzeugt eine Lücke oder einen Riss zwischen den Platten, wodurch Magma aus dem Mantel aufsteigen und sich zu neuer Kruste verfestigen kann. Dieser Vorgang wird Seafloor Spreading genannt. Der ostafrikanische Grabenbruch und das Island-Plateau sind zwei Beispiele für divergierende Plattengrenzen.

Konvergierende Plattengrenzen sind Bereiche, in denen sich Platten aufeinander zu bewegen. Wenn sich zwei Platten treffen, sinkt normalerweise eine Platte in einem Prozess, der als Subduktion bezeichnet wird, unter die andere. Dadurch entsteht ein tiefer Graben und kann zu Vulkanausbrüchen und Erdbeben führen. Der Himalaya, wo die Indische Platte mit der Eurasischen Platte kollidiert, und der Japanische Graben, wo die Pazifische Platte unter die Eurasische Platte abtaucht, sind zwei Beispiele für konvergierende Plattengrenzen.

Transformierte Plattengrenzen sind Bereiche, in denen Platten horizontal aneinander vorbeigleiten. Diese Grenzen sind mit großen Verwerfungen verbunden, die Erdbeben hervorrufen können. Die Nordanatolische Verwerfung in der Türkei und die San-Andreas-Verwerfung in den Vereinigten Staaten sind zwei Beispiele für transformierte Plattengrenzen, bei denen tektonische Platten horizontal aneinander vorbeigleiten.

Ursachen der Plattenbewegung

Die Bewegung tektonischer Platten ist ein geologischer Prozess, der die Oberfläche unseres Planeten geformt hat. Diese Bewegung wird durch verschiedene Kräfte beeinflusst, die bewirken, dass sich die Platten verschieben, kollidieren und trennen.

Mantelkonvektion: Einer der Hauptgründe für Plattenbewegungen ist die Mantelkonvektion. Der Mantel ist die heiße, geschmolzene Gesteinsschicht zwischen Erdkruste und Erdkern. Wenn es vom Kern erhitzt wird, steigt es zur Oberfläche auf und trägt tektonische Platten mit sich. Wenn sich die Platten über den Mantel bewegen, werden sie je nach Richtung der Konvektionsströme entweder auseinandergedrückt oder zusammengebracht.

Schwerkraft: Die Schwerkraft der Erde bewirkt, dass tektonische Platten entweder zusammenlaufen oder sich voneinander entfernen. Diese Bewegung führt zur Bildung von entweder konvergierenden oder divergierenden Grenzen. Wenn Platten zusammenlaufen, können sie Gebirgszüge bilden oder Vulkanausbrüche verursachen. Wenn sie divergieren, kann dies zur Bildung von Rift Valleys und ozeanischen Rücken führen.

Die Erdrotation: Die Platten bewegen sich aufgrund der Erdrotation um den Planeten und verursachen die Bildung neuer Grenzen oder die Neukonfiguration bestehender.

Äußere Kräfte: Auch äußere Kräfte wie Asteroideneinschläge oder Gletscherbewegungen können die Plattenbewegung beeinflussen. Der Einschlag von Asteroiden kann Erdbeben verursachen und neue Grenzen schaffen, während das Gewicht der Gletscher die Erdkruste eindrücken kann, was zu Veränderungen in der Verteilung der tektonischen Platten führt.

Kontinentaldrift

Bereits 1912 schlug ein deutscher Wissenschaftler namens Alfred Wegener etwas Radikales vor. Ihm fiel auf, dass die Küsten Südamerikas und Afrikas wie Puzzleteile perfekt ineinander passen.3 Dies führte ihn zu der Annahme, dass die beiden Kontinente einst miteinander verbunden waren. Aber leider wurde seine Theorie zunächst von der wissenschaftlichen Gemeinschaft abgelehnt. Warum? Weil sie nicht erklären konnten, wie sich die Kontinente bewegen konnten.

Tektonische Platten, Plattentektonik
Es wird angenommen, dass es im späten Paläozoikum nur einen Superkontinent namens Pangaea gab.
Foto: Fama Clamosa (Wikimedia) ©️CC BY-SA 4.0

Die Dinge änderten sich jedoch, als ähnliche Fossilien auf verschiedenen Kontinenten gefunden wurden. Beispielsweise wurde der Mesosaurus, ein uraltes Reptil, sowohl in Südamerika als auch in Afrika entdeckt, was darauf hindeutet, dass die Kontinente einst miteinander verbunden waren. Außerdem wurden Gesteine gleichen Alters und gleicher Zusammensetzung auf gegenüberliegenden Seiten des Atlantischen Ozeans gefunden. All dies stützte die Idee, dass sie einst Teil derselben Landmasse waren.

Wie haben sich die Kontinente bewegt? Der Mechanismus hinter der Kontinentaldrift ist die Plattentektonik. Die Erdkruste besteht aus mehreren großen Platten, die ständig in Bewegung sind. Wenn diese Platten kollidieren, erzeugen sie Gebirgszüge und vulkanische Aktivität. Wenn sich Platten dagegen auseinander bewegen, können sie Rift Valleys und ozeanische Rücken erzeugen.

Die Bewegung der Kontinente hatte erhebliche Auswirkungen auf das Klima und die Ökosysteme der Erde. Als sich die Kontinente verschoben haben, haben sie das Muster der Meeresströmungen verändert und die globalen Klimamuster beeinflusst. Die Bewegung hat auch die Entwicklung unterschiedlicher Ökosysteme in verschiedenen Teilen der Welt ermöglicht, indem sie es Arten ermöglichte, sich isoliert zu entwickeln.

Was sind die Erdplatten?

Die Oberfläche unseres Planeten ist in sieben riesige Puzzleteile unterteilt, die tektonischen Platten genannt werden. Jede Platte ist nach dem Kontinent oder Ozean benannt, unter dem sie meistens liegt.

Tektonische Platten, Plattentektonik
Tektonischen Platten
Foto: United States Geological Survey

Die Pazifische Platte ist die größte aller Platten. Sie bedeckt etwa ein Drittel der Erdoberfläche. Es ist vom pazifischen Feuerring umgeben, einem Gebiet, in dem es viele vulkanische Aktivitäten und Erdbeben gibt. Diese Platte ist auch für die Entstehung der Hawaii-Inseln verantwortlich.

Die Nordamerikanische Platte befindet sich hauptsächlich unter Nordamerika, einschließlich der USA, Kanadas und einiger Teile Mexikos. Es erstreckt sich bis in den Atlantischen Ozean und bedeckt Grönland. Die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien markiert die Grenze zwischen der nordamerikanischen und der pazifischen Platte.

Die Eurasische Platte bedeckt den größten Teil Eurasiens, einschließlich des Vereinigten Königreichs, Kontinentaleuropas, Russlands und Chinas. Es erstreckt sich auch in den Arktischen und Atlantischen Ozean. Die Kollision zwischen der Indischen Platte und der Eurasischen Platte bildete das Himalaya-Gebirge.

Die Afrikanische Platte liegt unter Afrika, Madagaskar und Teilen des Atlantischen Ozeans. Die Südamerikanische Platte und die Afrikanische Platte entfernen sich am Mittelatlantischen Rücken voneinander. Der Mittelatlantische Rücken hat den Atlantischen Ozean geschaffen.

Die Antarktische Platte befindet sich größtenteils unter der Antarktis und dem umgebenden Meeresboden. Es interagiert mit der Pazifischen Platte am pazifisch-antarktischen Rücken, wo sich die beiden Platten voneinander entfernen.

Die Indo-Australische Platte, die den indischen Subkontinent, Australien und Teile Südostasiens bedeckt, entstand, als die indische und die australische Platte während des Eozäns verschmolzen. Es wird vom Mittelindischen Rücken begrenzt, wo sich die Platte von der Afrikanischen Platte wegbewegt.

Schließlich liegt die Südamerikanische Platte größtenteils unter Südamerika, einschließlich Teilen des Atlantischen und Pazifischen Ozeans. Die Anden entstanden durch die Kollision der Südamerikanischen Platte mit der Nazca-Platte entlang einer konvergierenden Grenze.

Tektonische Ereignisse: Erdbeben und Vulkanausbrüche

Die Wechselwirkung zwischen tektonischen Platten ist ein entscheidender Faktor, der Erdbeben beeinflusst, die auftreten, wenn die Erdkruste plötzlichen und schnellen Bewegungen ausgesetzt ist.

Wenn sich tektonische Platten bewegen, baut sich in der Erdkruste Spannung auf, die zur Entstehung von Verwerfungen führen kann. Diese Verwerfungen sind Brüche in der Erdkruste, bei denen sich Felsen auf beiden Seiten des Bruchs relativ zueinander bewegen. Wenn die Spannung in der Erdkruste zu groß wird, können sich die Gesteine entlang einer Verwerfung plötzlich verschieben und Energie in Form von seismischen Wellen freisetzen. Es ist diese plötzliche Freisetzung von Energie, die Erdbeben verursacht.

Die Art des auftretenden Erdbebens hängt von der Art der Plattengrenze ab, an der das Erdbeben stattfindet. An divergierenden Grenzen sind Erdbeben im Allgemeinen weniger stark, da die Bewegung der Platten langsam und allmählich ist. Umgekehrt können Erdbeben an konvergierenden Grenzen extrem stark sein, da sich die Platten aufeinander zu bewegen, was zu einem viel größeren Spannungsaufbau führt. Die Subduktion einer Platte unter eine andere an konvergierenden Grenzen kann auch Vulkanausbrüche verursachen, die eine andere Art von geologischer Gefahr darstellen.

Auch die Bewegung der tektonischen Platten hat einen erheblichen Einfluss auf den Vulkanismus. Vulkanische Aktivität ist häufig mit Plattengrenzen verbunden, insbesondere mit konvergierenden Grenzen, an denen eine Platte unter eine andere subduziert wird. Transformierte Grenzen und divergierende Grenzen können ebenfalls vulkanische Aktivität verursachen, obwohl solche Ereignisse weniger häufig mit ihnen in Verbindung gebracht werden.

  1. History of Ocean Basins„, Harry HESS, Petrologic Studies, A. E. J. Engel, Harold L. James, B. F. Leonard, Geological Society of America, 1962[]
  2. „The Little Book of Planet Earth“, Rolf MEISSNER, Copernicus, 2002nd edition, ISBN: 978-0387952581[]
  3. „The History of Continental Drift – Alfred Wegener“, archived from bbm.me.uk[]
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