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Die geographischen Seiten des TLG

  • Tektonik Afrikas

    Tektonik Afrikas

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    afrtektonik
    Ausschnitt (Legende übersetzt) aus: DTAM-1 Global tektonic aktivity map of the earth. NASA/Goddard Space Flight Center (Oktober 2002)

    Mehr Infos:

  • Hintergrund: Plattengrenzen Europas

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    Auch Europa bewegt sich - Vulkane, Erdbeben,...

    Europa ist kein ruhiger Kontinent, sondern wir finden eine ganze Reihe von aktiven Vulkanen und auch Gegenden, in denen Erdbeben häufig sind. Eine bekannte Erdbebenregion ist Italien und dort liegen auch die großen aktiven Vulkane Vesuv und Ätna.

    Die ganz von Vulkanen geschaffene Insel Island versteckt ihren Vulkanismus teilweise unter einer dicken Decke aus Gletschereis.

    Auch mitten in Deutschland oder im Süden Frankreichs brachen innerhalb der letzten 1 Millionen Jahre Vulkane aus. Heute sieht man von von diesem (beinahe) erschloschenen Vulkanismus nicht mehr viel.

    europa_vulkane1
    (NASA Goddard Space Flight Center's Digital Tectonic Map (DTAM), prepared by Paul Lowman, Jacob Yates, Brian Montgomery, and Penny Masuoka)
    europa_vulkane1

    Die thematische Karte, die oben zu sehen ist, zeigt Orte, an denen Vulkane und Beben vorkommen. Man nennt eine solche Karte auch eine tektonische Karte.

    Wenn man mit der Maus auf die Karte geht, sieht man ein Satellitenbild Europas, das nahezu den gleichen Ausschnitt zeigt. Vergleichen Sie einmal: wo sind Plattengrenzen und Bruchzonen auf der tektonischen Karte eingezeichnet und was findet man dort jeweils auf dem Satellitenbild?

    Tektonische Karten selber auswerten?
    - Anleitung: -> hier klicken!
    - Arbeitsblatt: -> hier klicken!

  • Ein animierter Blick auf Plattengrenzen I

    Ein animierter Blick auf Plattengrenzen I


    Gezeigt wird, wie eine ozeanische Platte unter eine andere Erdplatte geführt wird. Dabei schmilzt Gestein in der Tiefe auf, dringt durch Spalten nach oben und tritt in einer Kette von Vulkanen zu Tage.
    (NOAA)

    weiter zu zwei auseinander strebenden Platten: -> hier klicken!

  • Ein animierter Blick auf Plattengrenzen II

    Ein animierter Blick auf Plattengrenzen II


    Von der Stelle, an der eine Platte unter eine zweite geführt wird (Subduktionszone) führt die Animation zu einem sogenannten Mittelozeanischen Rücken (MOR, engl. ridge).
    (NOAA)

    zurück zu einer Platte, die unter eine zweite geführt wird: -> hier klicken!

  • Hot Spot - Hawaii

    Hawaii

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    Maus auf das Bild für Informationen über das Alter der Inseln.
    (übersetzt und ergänzt nach This dynamic earth/USGS)

    Hawaii ist das Beispiel für einen Hot Spot in einer ozeanischen Platte. Die Platte bewegt sich, der Hot Spot ist ortsstabil. Es entstehen so immer neue Vulkaninseln, die verloschenen werden mit der Platte vom Hot Spot wegtransportiert.

    pl_hotspot_hawaii1
    STM nach Schick, Schmicke, u.a.

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    Lavastrom Mauna Loa, Hawaii (USGS)
    pl_hotspot_hawaii1
    Lavafontäne des Pu`u `O`o vent, Kilauea (USGS)

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    Ausbruch entlang eines Risses, Hawaii (USGS)


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Erdaufbau

    Der Aufbau der Erde

    pl_aufbau1
    (übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

    Gliederung:

    Kruste und Oberer Mantel:

    • Lithosphäre („Steinbereich“): Kruste und ein Teil des Oberen Mantels (bis ca. 100 km): starr, fest; ozeanische und kontinentale Kruste unterscheiden sich durch ihre Dichte, kontinentale Kruste ist weniger dicht und damit leichter.
      Unter der Lithosphäre liegt eine Grenzbereich unterhalb dessen seismische Wellen (Erdbebenwellen) deutlich schneller durch das Gestein wandern, die sog. Mohorovicic-Diskontinuität (Moho).
    • Asthenosphäre („Schwächezone“): Oberer Mantel (bis ca. 250 km): zäh-viskos, gleitfähig (Masseaustausch mit Lithosphäre über Subduktion und Rift)
    • Mesosphäre („Mittelzone“): unterster Teil des Oberen Mantels (bis ca. 650km): fest, aber fließfähig, inhomogen durch abtauchende Lithosphärenplatten


    Unterer Mantel (650-2900 km):

    • evtl. langsam konvektierender Bereich, auch in diesen Bereich tauchen Platten ab (vielleicht sogar bis kurz vor die Mantel-Kern-Grenze)
    • zwischen unterem Mantel und äußerem Kern liegt die Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität


    Kern(2900-6370 km):

    • Ähnlich einem Meteoriten besteht er hauptsächlich aus Eisen und Nickel, Druck bis 3500 Kilobar, Temperatur bis 5000°C
    • Äußerer Kern (2900-5100km): flüssig, metallisch
    • zwischen äußerem Kern und innerem Kern liegt die Lehmann-Diskontinuität
    • Innerer Kern: (bis 6370km): fest, metallisch
    • Das flüssige Material des äußeren Kernes strömt um den inneren Kern herum und erzeugt das Erdmagnetfeld (wie bei einem Dynamo)

    Die Konvektionsströmungen

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    Strömungen von geschmolzenem Gestein die Platten bewegen können:
    solche kompletten walzenförmigen Umwälzsysteme unter Mittelozeanischen Rücken werden heute von Wissenschaftlern als Ausnahmefälle angesehen.
    (Abb. übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

    pl_aufbau1
    Konvektionsströmungen werden durch Hitze aus dem Erdkern angetrieben. Sie strömen aber so langsam, dass sie Hunderttausende bis Millionen Jahre für eine Umwälzung benötigen!

    pl_aufbau1
    Visualisierung einer aktuellen Simulation der Mantelkonvektion: oben die Erdkruste, unten die Kern-Mantelgrenze, an der die Strömungen beginnen aufzusteigen
    (© Arbeitsgruppe Geodynaik, Uni Münster)

    pl_aufbau1
    Aufsteigende Säulen heißeren Materials (gelb) und die den Kreislauf schließenden absteigenden (blauen) Materialströme.
    Hier gibt es eine Animation der Vorgänge
    (© Arbeitsgruppe Geodynaik, Uni Münster): -> hier klicken!

    pl_aufbau1
    An der Erdoberfläche könnten sich durch ein solches System von Strömungen mehreckige Zellen mit einem Aufstrom im Zentrum und einem Abwärtsstrom an den aneinanderstoßenden Rändern bilden. Ein solches weltumspannendes System passt sehr viel besser zu den beobachteten Vorgängen als die Theorie der walzenförmigen Konvektionsströmungen.
    (Abb. aus: Stüwe: GEODYNscript 2005/06)


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Konstruktive Plattengrenzen - der Wilson-Zyklus

    Konstruktive Plattengrenzen - in Kontinenten

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    Wo zwei kontinentale Platten auseinanderstreben, entsteht nach dem Modell von Wilson (sog. Wilson-Zyklus) ein Grabenbruch, dann ein neues Meer mit MOR. Schließlich entstehen Subduktionszonen, was eine Schrumpfung des Ozeanbeckens einleitet und schlussendlich zum Zusammenstoß zweier kontinentaler Platten führt. Das "Alter" eines Ozeans kann also nach der Entwicklung des MOR und der Subduktionszonen bestimmt werden.

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    (übersetztnach B. Lithgow-Bellini/Univ. of Minnesota)

    A. Ausgangsstadium: Aufwölbung der Kruste durch Mantelaufdomung (Hot Spot); Bsp.: evtl. Ostafrikanisches Grabensystem

    B. Grabenbruch-Stadium: Der Mantel bricht ein; Bsp.: evtl. Ostafrikanisches Grabensystem

    C. Ozeanisches Jungstadium: Öffnung eines Ozeanarms, Beginn des Entstehens eines mittelozeanischen Rückens; Bsp.: Rotes Meer

    D. Ozeanisches Reifestadium: weiteres Wachsen des Ozeans durch Bildung von neuer ozeanischer Kruste am Mittelozeanischen Rücken (Rift); Bsp.: Atlantik

    [ab hier in der Grafik nicht dargestellt]

    E. Ozeanisches Schrumpfungsstadium: Verkleinerung des Ozeans durch Bildung von Subduktionszonen, teilweise konvergieren auch zwei Ozeanplatten im Randbereich des Ozeanbeckens;
    Bsp.: Pazifik, Japan

    F. Ozeanisches Endstadium: andauernde Ozeanverkleinerung, die kontinentalen Platten nähern sich einander; Bsp.: Mittelmeer

    G. Kollisionsstadium: Ozeanische Kruste wird vollständig subduziert, der Ozean schließt sich, Kollision und Vereinigung der Kontinente, Gebirgsbildung; Bsp.: Himalaya


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Hot Spot - Island

    Island

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    (übersetzt nach The dynamic earth/USGS)

    Island wächst ständig, die Ost- und die Westhälfte der Insel werden vom Mittelatlantischen Rücken durchschnitten, der hier extrem aktiv eine Art "Vulkaninsel" der besonderen Art bildet. Eine ganze Reihe von Vulkanen wird von einem gewaltigen Manteldiapir gespeist, der den MOR an die Meeresoberfläche bringt.


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Hot Spot - Afar

    Das Afar-Dreieck - reißt Afrika auseinander?

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    (übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

    Nach einer älteren Theorie (H. Cloos in den 30er Jahren) findet im Afar-Dreieck folgendes statt: Befindet sich ein Kontinent über einem Manteldiapir, so wird die Erdkruste aufgedomt, sie wird aufgewölbt. Ein dreiarmiger Bruch in Form eines Mercedes-Sterns bildet sich, zwei Brucharme füllen sich mit Wasser, einer läuft in den Kontinent hinein. Der dritte Arm wird plattentektonisch oft stillgelegt, d.h. die tektonische Tätigkeit wird immer weniger und endet irgendwann.

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    Das Afar-Dreieck (ins Bild klicken für eine Vergrößerung; bluemarble)

    pl_hotspot_afar1Die ostafrikanische Riftzone ist seit Jahrmillionen aktiv und zeigte bis Herbst 2005 wenig Tendenz auseinander zu reißen, obwohl sich direkt in der Afar-Senke am Golf von Aden bereits neue ozeanische Kruste im Grabenbruch gebildet hat. Die Dehnung des Grabenbruch-Systems ist in der Afar-Senke am größten (bis 60 km), am anderen Ende am geringsten (weniger als 5 km).
    Ob es sich also überhaupt um eine Vorstufe zu einem neuen Ozeanarm handelt (siehe Wilson-Zyklus) oder um eine "stabile", also relativ dauerhafte Form von kontinentalen Grabenbrüchen ist bisher nicht endgültig geklärt (nach Frisch).
    Nachdem sich im Herbst 2005 hunderte Spalten im Boden gebildet hatten, sackte der Boden teils bis zu 100 Meter ab. Erdbeben und ein Vulkanausbruch begleiteten die neue Aktivität. Nach etwa einem Monat weitete sich ein 60 Kilometer langer Bruch um bis zu acht Meter, Magma stieg auf. Ozeanischer Boden bildete sich neu.
    Damit verdichten sich die Hinweise , dass der Osten Afrikas in einigen hunderttausend Jahren abgetrennt sein könnte durch einen neu gebildeten Ozeanarm (nach SZ, 21.07.06, S. 16).
    Bild links: Die ostafrikanische Riftzone gekennzeichnet durch eine Seenkette (ins Bild klicken für eine Vergrößerung; bluemarble)

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    Der 'Erta 'Ale: im Vordergrund am Kraterrand zwei rot gekleidete Vulkanologen, im Krater leuchtet schmelzflüssige rote Lava
    (Jacques Durieux, Groupe Volcans Actifs/This dynamic earth/USGS)

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    Der Oldoinyo Lengai: ein explosiver Ausbruch 1966
    (Gordon Davies, courtesy of Celia Nyamweru, St. Lawrence University, Canton, New York )


    Selbstlerneinheit Plattentektonik - der rote Faden

  • Hot Spot - Kanaren

    Kanaren

    pl_hotspot_kanaren1nach Schmicke (Basiskarte visibleearth)

    Im Gegensatz zu Hawaii finden sich auf den Kanaren verschiedenartige helle Laven neben dunklen, die auf Hawaii ausschließlich vorkommen. Offensichtlich ist auf den Kanaren die Magmenproduktion sehr viel geringer als auf Hawaii, es kommt zu zur Aufspaltung der Magma in verschiedene Magmaarten. Auch zähflüssiges Material wird gebildet, das zu explosivem Vulkanismus führen kann (nach Schmincke).pl_hotspot_kanaren1

    Die Caldera von Teneriffa als gewaltiger Einsturzkrater bezeugt einen stoßweise aktiven Vulkanismus,der gewaltige Magamreservoire unter den Inseln bildet. (STM/geolinde.musin.de)
    pl_hotspot_kanaren1
    Der Pico de Teide (rechtsim Hintergrund) entstand im Zentrum der Caldera.
    In der Mitte des Bildes ragt die Magmafüllung eines ehemaligen Vulkanschlots in die Luft.
    Der Vulkankegel selbst ist durch Verwitterung längst zerstört.
    (STM/geolinde.musin.de)
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    Zähflüssige schwarze Lavaströme und im Vordergrund vulkanische Bomben (STM/geolinde.musin.de)

    Durch relativ oberflächennahe Magmakammern, die die Oberfläche anheben, kommt es auf den Kanaren immer wieder zu gewaltigen Hangrutschungen. Solche Spuren können vor Teneriffa und vor El Hierro noch mehr als 100 Kilometer vor den Küsten nachgewiesen werden. Derart massive Ereignisse sind in der Lage gewaltige Tsunamis auszulösen, die den ganzen Atlantik überqueren können. -> mehr zu Tsunamis!

    Plattentektonik - der rote Faden

  • Driftende Kontinente

    Driftende Kontinente - von Pangäa bis heute

    Vom Superkontinent Pangäa bis zur heutigen Situation.

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    (übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

  • Hot Spot - Yellowstone

    Yellowstone

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    (USGS)

    Die Yellowstone Caldera ist der gewaltige, aber in der Landschaft kaum sichtbare Rest eines Supervulkan-Ausbruchs vor 70.000 Jahren. Unter dem Yellowstone-Gebiet wird ein Hot Spot vermutet.

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    Mächtige Tuffschichten sind ein Überbleibsel dieses Ausbruchs. (USGS)

    Geysire, Schlammvulkane,... deuten auf eine weiterhin aktive Vulkantätigkeit hin. Zwischen 1923 und 1970 hoben sich Teile des Nationalparks um 72 Zentimeter.
    Die jüngste Yellowstone Caldera (siehe unten) hat eine Größe von etwa 55 x 80 Kilometer.

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    In diesem Radarbild, das Veränderungen des Höhenprofils zwischen 1996 und 2000 zeigt, steht jede "Regenbogenlinie" für ein Höhenwachstum von 28,3 mm. Die drei ineinander liegenden Kreise zeigen also eine Aufwölbung (Aufdomung) um etwa 8 Zentimeter an. (USGS)

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    Die zwei größten Ausbrüche des Yellowstone Vulkansystems vor 2,1 und 1,3 Millionen Jahren waren die beiden größten Eruptionen auf dem nordamerikanischen Kontinent in den letzten Millionen Jahren. Der drittgrößte Ausbruch wurde von der Long Valley Caldera in Kalifornien verursacht. Das Mesa Falls Aschefeld wurde vom Yellostone Vulkansystem vor ca. 640.000 Jahren ausgeworfen.
    (USGS )

    Die Wahrscheinlichkeit für einen weiteren großen Ausbruch in den nächsten tausend Jahren ist trotz der bekannten Aktivität verschindend gering - sagen die Wissenschaftler. Das Problem bei dieser Aussage ist, dass bisher kein einziger Supervulkanausbruch wissenschaftlich untersucht werden konnte. Damit ist auch nicht klar, wie sich ein solcher Ausbruch exakt ankündigt und welche Warnsignale für eine baldige Eruption sprechen könnten.

    Ende Februar 2006 geben Wissenschaftler des USGS (United States Geological Survey) bekannt, dass sich in den letzten 10 Jahren in etwa 15 Kilometer Tiefe Magma angesammelt hat und zwischen 1995 und 2002 etwa 60 Kilometer weit unter dem Nationalpark gewandert ist. Anzeichen für einen bevorstehenden Ausbruch gibt es aber nicht. Ein kleinerer Ausbruch die nächsten Jahrzehnte kann aber nicht ausgeschlossen werden.


    So könnte ein Supervulkanausbruch aussehen!
    (Copyright BBC, aus dem Film: The truth about Yellowstone)


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Drift der Kontinente

    Die Drift der Kontinente

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    ©http://www.ucmp.berkeley.edu/geology/
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  • Konvergierende Plattengrenzen

    Destruktive Plattengrenzen I

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    Stoßen zwei Platten aufeinander, wird meist eine unter die andere geschoben. Dabei wird meist eine der Platten durch Aufschmelzen in der Tiefe vernichtet. Ozeanische Platten werden immer unter kontinentale Platten subduziert, da ozeanische Platten dichter und damit schwerer sind als kontinentale.

    rechts: rot eingezeichnet die Subduktionszone vor der Inselkette der Mariannen (gelbe Dreiecke: Vulkanismus)pl_konverg1
    Mitte: Tiefe der Erbebenherde an den Marianneninseln
    (USGS)

    pl_konverg1 pl_konverg1

    Es gibt drei Möglichkeiten wie Platten "zusammenstoßen": entweder zwei ozeanische, eine ozeanische und eine kontinentale, oder zwei kontinentale Platten sind beteiligt.

    In ersten Fall treffen zwei ozeanische Platten aufeinander:

    pl_konverg1
    (übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

    es bildet sich ein vulkanischer Inselbogen und an der Stelle der Subduktion eine Tiefseerinne (Bsp.: Indonesien, Japan).

    Wichtig dabei ist, dass die Schmelzvorgänge durch das aus dem Ozean mitgeführte Wasser erleichtert und beschleunigt werden, sodass eine größere Menge flüssigen Magmas vorhanden ist und Vulkanismus ermöglicht.

    Animation der Vorgänge: -> hier klicken!

    Plattentektonik - der rote Faden

  • Paleomagnetismus

    Das Seafloor Spreading

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    (courtesy of USGS)

    Im Bereich der aufreißenden ozeanischen Platte tritt aufsteigende Magma aus und schmilzt die Platte an. Die aufbrechende Kruste wird nach der Seite geführt, abkühlende Lava wird an die bestehende Kruste angeschweißt und bildet neue Ozeankruste. Bei der Abkühlung wird die bestehende magnetische Ausrichtung des Erdmagnetfeldes in kleinsten magnetischen Gesteinsteilchen festgehalten. Polt sich das Erdmagnetfeld um, was in unregelmäßigen Abständen geschieht, ändert sich auch die Ausrichtung der Magnetteilchen in der sich neu bildenden Ozeankruste. Es bildet sich beiderseits der ozeanischen Rücken ein magnetisches Streifenmuster.

    zurück zu "Mittelozeanische Rücken"

  • Der Mensch und das Beben - eine Bilanz

    Der Mensch und das Beben - eine offene Bilanz

    Beben töten!

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    Los Angeles (Fotos: USGS)

    Bei der stetig zunehmenden Zahl an Menschen (und Sachwerten) in durch Erdbeben gefährdeten Gebieten ist das nächste große "Schadensereignis" nur eine Frage der Zeit!

    Ohne Plattentektonik wäre die Erde tot!

    Diese Aussage mag bei den bekannten Gefahren durch Erdbeben und Vulkanismus seltsam erscheinen. Dennoch ist nicht zu leugnen, dass ohne den Kreislauf der Neuschaffung und Zerstörung von Erdkruste in geologisch kurzer Zeit keine fruchtbaren Böden und keine dringend benötigten Rohstoffe mehr neu entstehen würden.

    Vulkanische Böden sind besonders fruchtbar: aus Vulkanasche und Lava bilden sich unter Einfluss von Regen und Wärme Böden, die mineralstoffreich und wasserspeichernd sind und einen hohen Gehalt an Mineralstoffe speichernden Tonmineralien besitzen. Besonders in den bevölkerungsreichen Ländern der Dritten Welt werden solche Böden nahe an aktiven Vulkansystemen maximal genutzt. Hier sind Millionen Menschen in andauernder Gefahr. Die Wahrscheinlichkeit für immer größer werdende Schadensereignisse steigt damit.

    Durch Vulkanaktivität entstandene Lagerstätten sind heiß begehrt: ob Platin, Titan oder Eisen in abgekühlten Magmakammern, Kupfer-, Nickel-, oder Mangananreicherungen an Heißwasserschloten an mittelozeanischen Rücken oder Salzlagerstätten an durch Plattenbewegungen entstandenen Schwächezonen, die Vielfalt ist unerschöpflich.

    Baumaterial aus Vulkangestein wird in großen Mengen eingesetzt: ob leichter Tuff oder harter Basalt,...

    Energie aus Vulkanen spart Treibhausgase: nicht nur in Island kann geothermische Energie kostendeckend eingesetzt werden, auch in Kalifornien (The Geysers, 1500 MW), Neuseeland (Wairakei, 200MW) oder Italien (Lardarello, 400 MW) wird in jungen Vulkangebieten Energie gewonnen.

    Und die Zukunft?

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    Plate tectonic maps and Continental drift animations by C. R. Scotese,
    PALEOMAP Project (www.scotese.com)

    In 50-100 Millionen Jahren werden sich Afrika und Europa zu einem Kontinent vereinigt haben, in 150 Millionen Jahren auch Australien und die Antarktis.

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    Plate tectonic maps and Continental drift animations by C. R. Scotese,
    PALEOMAP Project (www.scotese.com)

    In etwa 250 Millionen Jahren könnte es wieder einen Superkontinent geben (nur ohne Austrarktis!?) mit einem schönen Binnenmeer von der Größe des heutigen Europa.

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    Plate tectonic maps and Continental drift animations by C. R. Scotese,
    PALEOMAP Project (www.scotese.com)

    Wann in ferner Zukunft das "innere Feuer" der Erde so weit abgekühlt sein wird, dass es keine MOR, keine Subduktion,... mehr geben wird ist ungewiss. Dann aber wird die Erde (vielleicht) "bebensicher", aber auch irgendwann unfruchtbar.

  • Mittelozeanische Rücken

    Mittelozeanische Rücken - neue Platten
    Heiße Flecken - neue Inseln

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    Ozeanboden-Spreizung:
    Das Auseinanderweichen des Ozeanbodens entlang der mittelozeanischen Rücken (seafloor spreading), das damit verbundene Aufdringen von Magma, das teilweise Aufschmelzen des Ozeanbodens und die Entstehung neuer Ozeankruste durch Anlagerung der abgekühlten Gesteinsmasse sind Bestandteil dieser inzwischen allgemein akzeptierten Theorie.
    Die schwerere ozeanische Kruste wird dann an Subduktionszonen unter die leichtere kontinentale Kruste geführt und und verschluckt. Ozeanische Kruste ist also vergänglich, kontinentale Kruste dagegen ist beständig.
    Die Kontinente werden mit den ozeanischen Platten mitbewegt, wandern selber aber nicht.

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    Schwarze Raucher an einem Mittelozeanischen Rücken sind ein deutliches Zeichen für vulkanische Aktivität. (Photograph by Dudley Foster from RISE expedition, courtesy of William R. Normark, USGS.)

    pl_mor1_pazifik
    Höhenmodell eines Teils des pazifischen Mittelozeanische Rückens
    aus Sonaraufnahmen (USGS)

    Animation der Plattenneubildung an einem Mittelozeanischen Rücken und der Vernichtung einer Platte an einer Subduktionszone: -> hier klicken!

    Manchmal aber gibt es mitten im Nichts vulkanische Inseln, kein Mittelozeanischer Rücken ist am Meeresboden zu finden!
    Besonders Erkenntnisse über Hawaii ließen 1963 die Theorie der Hot Spots (Wilson) entstehen: ozeanische Platten wandern über einen begrenzten Schmelzbereich (Hot Spot), der im Mantel verankert ist. Dabei entstehen untermeerische Vulkane und Vulkaninseln mitten in einer Platte. Hot Spots sind damit Stellen besonders hoher Magmenproduktion, beispielweise Island.

    Zeichen eines Hot Spots können sogenannte Aufdomungen sein, weite Krustenbereiche können um 1-3 Kilometer von einem heißen Magmaaufstrom angehoben werden.

    pl_mor1_pazifik
    In die Karte klicken für weitere Informationen zu den einzelnen "Heißen Flecken"
    (Übersetzt und leicht verändert nach This dynamic earth/USGS)

    Vereinzelt gibt es Hot Spots auch mitten in Kontinenten.


    Plattentektonik Pazifik - der rote Faden

  • Ring of Fire

    Vulkanismus überall - der Ring of Fire

    Fuji in Japan
    Kilauea auf Hawaii
    Shiveluch auf Kamtchatka
    Nevado del Ruiz in Südamerika

    Fotos: USGS
    ring_pazifik(USGS, übersetzt von STM)

    Um den gesamten Pazifik herum liegt der sogenannte Ring of Fire - der Zirkumpazifische Feuergürtel.

    Hinweis: immer den markierten Links folgen, dann verpasst man nichts wichtiges.


    Plattentektonik Pazifik - der rote Faden

  • Die Plattentektonik - die aktuelle Theorie

    Die Plattentektonik - die aktuelle Theorie


    Einfach ganz unten einfach dem roten Faden folgen!
    (übersetzt und leicht verändert aus This dynamic earth/USGS)

    Basiswissen:
    Der Unterschied zu Wegeners Kontinentaldrift:
    nicht "die Kontinente", sondern ca. 7 große und einige kleinere beständige kontinentale Platten „schwimmen“ auf der Asthenosphäre, dabei kann ein Kontinent auch aus mehreren Platten bestehen. Dazwischen liegen ozeanische Platten:
    -> mehr Infos über die Drift in der Vergangenheit (von vor 225 Mio.Jahren bis heute)!
    -> Animation (1 MB) zur Drift der Kontinente in der Vergangenheit (740 Mio. Jahre - heute)!
    Die treibende Kraft:Konvektionsströmungen im Bereich des oberen Mantels (bis etwa 700km Tiefe), die durch radioaktiven Zerfall im Erdkern, den Dynamo-Effekt und Restwärme der Erdentstehung gespeist werden -> mehr Infos!
    Wie der Kreislauf funktioniert: Heißes Material dringt an bestimmten Stellen (MOR) nach oben, schmilzt Teile der ozeanischen Kruste auf, lagert sich an sie an, wird seitlich verdriftet und kühlt ab und sinkt an einer anderen Stelle (Subduktionszonen) wieder ab, um dann erneut aufgeschmolzen zu werden. Ozeane wachsen dabei und vergehen nach Jahrmillionen wieder
    .
    Was seltsam ist:z.B.: heiße Flecken (Hot Spots) mitten in Platten -> mehr Infos!

    Plattentektonik - der rote Faden

  • Plattentektonik: Subduktionszone vor der Küste Portugals

    Plattentektonik: eine neue Subduktionszone vor der Küste von Portugal? 

    Neue Bruchzonen und Verwerfungen vor der portugiesischen Küste deuten laut australischen Experten darauf hin, dass sich hier, am Rand des Atlantiks,  eine Zone ausbilden könnte,  in der in einigen Millionen Jahren,  die ozeanische Kruste des atlantischen Ozeans unter die kontinentale Kruste Europas schieben wird. 

  • Transformplattengrenze

    Konservative Plattengrenzen
    (Transformplattengrenzen)

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    Platten gleiten aneinander vorbei: Transformstörungen


    Große Erdbebengefahr durch Verhaken der Platten, keine Vernichtung von Platten, keine Neubildung (Bsp.: MOR, San Andreas Graben in Kalifornien)

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    (übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

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    Transformverwerfungen an mittelozeanischen Rücken (grün), wie hier im Pazifik (USGS): der mittelozeanische Rücken wird um viele Kilometer seitlich versetzt fortgeführt

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    Da es einen Drehpol zweier sich bewegender Platten gibt und die Erde eine Kugel ist, kommt es zu unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten der Platten an auseinanderliegenden Orten der Platten. Wie wenn man einen Zirkel öffnet, ist direkt am Drehpol (der Platten) kaum eine Auswirkung zu sehen. Mit wachsender Entfernung zum Drehpol - beim Zirkelbeispiel also Richtung Zirkelspitzen - geht eine immer schneller werdende Plattenbewegung einher. Durch diese Unterschiede in den Bewegungsgeschwindigkeiten kommt es zu Einrissen in den MOR und zur Querversetzung der Mittelozeanischen Rücken. Transformverwerfungen entstehen. (Abb. aus: Stüwer: GEODYNscript 2005/06)

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    Transformstörungen in kontinentalen Platten, wie hier im Bereich des San Andreas Grabens (USGS)


    Plattentektonik - der rote Faden

  • Hintergrund: Tektonische Karte der Welt

    Tektonische Karte der Welt

  • Weiße Flecken - noch mehr offene Fragen

    Forschung aktuell: und noch mehr offene Fragen

    Durch verschiedene Annahmen (Temperatur, Fließfähigkeit,...) entstehen am Computer unterschiedliche Simulationen.
    Rechnergestützte Modelle um vom Kern aus aufsteigenden Strömungen
    (Abb. aus: Kai Stemmer: Numerische Simulation von Mantelkonvektion.
    Geodynamik Workshop Hamburg, 2004)

    Einige Fragezeichen im Modell:

    • Die Tiefe der Konvektionsströmungen im Erdmantel wird bis etwa 650/700 km angenommen, ein Abtauchen von Ozeanplatten ist aber durch eine Art von "computertomographischer Aufnahme" bis über 1600 km nachgewiesen.
    • Warum gibt es Erdbebenherde mit Tiefen von bis zu 700 km, wo doch die Platten schon im Aufschmelzen begriffen sind? Was bebt also so tief, wenn das die Plattenreste umgebende Material eigentlich zähplastisch sein müsste.
    • Gibt es zwei getrennte Materialkreisläufe im oberen und unteren Erdmantel, oder sind unterer und oberer Mantel verbunden?
    • Warum gibt es Unterschiede in der Driftgeschwindigkeit und -richtung von einzelnen Platten? Sind Konvektionsströmungen überall unterschiedlich schnell?
    • Warum gibt es keine Subduktionszonen an manchen Westküsten der amerikanischen Kontinente?
    • Warum besitzt Afrika eine Zerrungszone im Afar-Grabenbruch?
    • Welche Vorgänge bewirken Erdbeben innerhalb von kontinentalen Platten (Intraplatten-Erdbeben)?
    • Im Jahre 2003 stellte eine Forscherin die Existenz von Manteldiapieren insgesamt in Frage: gibt es also überhaupt von der Kern-Mantelgrenze aufsteigende Säulen heißeren Magmas (bisher konnten sie tatsächlich noch nicht endgültig nachgewiesen werden)?
  • Island - Thingvellir - Plattengrenzen

  • Alfred Wegener - ein Meteorologe erkennt die Zusammenhänge

    Alfred Wegener - ein Meteorologe erkennt die Zusammenhänge

    Alfred Wegener (1880 – 1930), ausgebildeter Meteorologe, soll schon als Jugendlicher Auffälligkeiten an den Kontinentalformen entdeckt haben, als er in einem Atlas seiner Eltern blätterte.


    Man beachte auch die zusammenpassenden Strukturlinien der Gebirge, etwa an der "Ostspitze" Südamerikas.
    (mit einem Rechtsklick ins Bild kann der Flash-Film angehalten,... werden (STM))

    Die Existenz eines zusammenhängenden Urkontinents namens Pangäa nahm er als sicher an (mehr zu Pangäa: -> hier klicken!)

    Später konnte er an Hand von Fossilienfunden (mit denen sich die Paläontologie beschäftigt) nachweisen, dass bestimmte prähistorische ausgestorbene Tier- und Pflanzenarten in ganz bestimmten Bereichen der Kontinente vorkommen. Diese Bereiche liegen heute weit voneinander getrennt. Da die Tier- und Pflanzenarten aber bestimmte Lebensbedingungen benötigen, müssen die Bereiche einmal nahe beieinander gelegen, die Kontinente also aneinander angegrenzt haben.
    Dieser Befund passte genau zu seinen Erkenntnissen über die Kontinentalformen und Strukturlinien.

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    (This dynamic earth/USGS)

     

    Zusammengefasst waren seine Beweise:
    - Kongruente Kontinentalformen
    - Zusammengehörige Strukturlinien (Gebirge, Gesteine) in Urgebirgen verschiedener Kontinente
    - Paläontologie: gleiche Urpflanzen und –tiere auf verschiedenen Kontinenten

    Auf Grund der Isostasie sollten die leichteren kontinentalen Schollen (Sial -> aus Silizium und Aluminium) in der schwereren Ozeankruste (Sima -> aus Silizium und Magnesium) schwimmen können.
    Die Kräfte, die er für das Driften der Kontinente annahm, waren die Gezeiten und und eine "Polfluchtkraft". Für die Gebirgsbildung erdachte er einen Bugstau in Bewegungsrichtung.

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    (STM/©Hemera 2005)

    Mit diesen Annahmen hatten seine Gegner leichtes Spiel, die gesamte Theorie in Frage zu stellen. Für jeden Naturwissenschaftler war schnell klar, dass
    - die benannten Kräfte zu schwach sind,
    - er keinen "Motor" für die Bewegung der Schollen nennen konnte,

    - Inseln aus Sima mitten in ozeanischen Platten (z.B.: Hawaii) einfach versinken müssten
    - und ein Bugwelleneffekt so nicht auftreten kann.

    Wie kommt es nun eigentlich "wirklich" zu Erdbeben und Vulkanismus? Was geschieht "tatsächlich" im Erdinneren?
    Wo liegen die Gefahren? Was wissen wir eigentlich?
    Darauf versuchen die folgenden Seiten eine Antwort zu geben!

  • Crater Highlands

    Crater Highlands - http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=6316

    Plate tectonics, volcanism, landslides, erosion and deposition—and their interactions—are all very evident in this view of the Crater Highlands along the East African Rift in Tanzania. The image shows landforms using color and shading. Color indicates height, with lowest elevations in green and highest elevations in white. Shading shows the slope. The vertical relief has been exaggerated by a factor of 2 to reveal greater detail about the landscape. The image is oriented as though you were looking from the north toward the southwest.

    Lake Eyasi is in blue at the top of the image, and a smaller lake occurs in Ngorongoro Crater. Near the image center, elevations peak at 3,648 meters (11,968 feet) at Mount Loolmalasin, which is south of Ela Naibori Crater. Kitumbeine (left) and Gelai (right) are the two broad mountains rising from the rift lowlands. Mount Longido is seen in the lower left, and the Meto Hills are in the right foreground.

    The East African Rift is a zone of spreading between the African (on the west) and Somali (on the east) crustal plates. Two branches of the rift intersect here in Tanzania, resulting in distinctive and prominent landforms. One branch trends nearly parallel to this southwesterly view and includes Lake Eyasi and the very wide Ngorongoro Crater. The other branch is well defined by the lowlands that trend left to right across the image (below center, in green). Volcanoes are often associated with spreading zones where magma, rising to fill the gaps, reaches the surface and builds cones. Craters form if a volcano explodes or collapses. Later spreading can fracture the volcanoes, which is especially evident on Kitumbeine and Gelai Mountains (left and right, respectively, lower center).

    The Crater Highlands rise far above the adjacent savannas, capture moisture from passing air masses, and host rain forests. Over time, streams erode downward toward the level of the adjacent rift, deeply dissecting the volcanic slopes. This is especially evident on the eastern flanks of Mount Loolmalasin (left of center). Landslides also occur here. In particular, the small but steep volcanic cone nearest the image center has a landslide scar on its eastern (left) flank, and topographic evidence shows that the associated landslide deposits extend eastward 10 kilometers (6 miles) across the floor of the rift. Such a long run of landslide debris is unusual but not unique on Earth.

     

    • View Size: 48 kilometers wide (30 miles) by 230 kilometers (140 miles) distance
    • Location: 3 degrees South latitude, 36 degrees East longitude
    • Orientation: View 35� south of west, 15� below horizontal
    • SRTM Data Acquired: February 2000

    Image courtesy NASA/JPL/NGA Shuttle Radar Topography team

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