… und warum Gebirge entstehen
Über das Konzept der Plattentektonik
Unser ursprünglich glutflüssiger Planet hat während seiner Abkühlung eine feste und durchgehende Haut gebildet – ähnlich wie heiße Milch, die erkaltet. Dieser äußerste, feste Bereich der Erde, die Lithosphäre (lithos bedeutet im Griechischen soviel wie Stein), ist zwischen 100 und 200 Kilometer dick – also bloß eine dünne Schale angesichts der 6371 Kilometer, die der Erdradius im Mittel misst.
Gemäß der 1915 vom deutschen Geowissenschafter Alfred Wegener formulierten Theorie der Plattentektonik teilt sich die Lithosphäre in unterschiedlich große, starre Platten. Manche davon erreichen riesige Ausmaße, es gibt aber auch Mikroplatten. All diesen Platten gemeinsam ist ihr interessanter Aufbau. Jede von ihnen umfasst einen Teil des obersten, festen Erdmantels, auf dem ozeanische oder kontinentale Kruste lagert – es gibt aber auch Platten mit einer Kombination aus den beiden unterschiedlichen Krustentypen.
• Der oberste Bereich des Erdmantels ist etwa 150 Kilometer mächtig und besteht aus Peridotit.
• Ozeanische Kruste weist eine Mächtigkeit zwischen fünf und acht Kilometern und eine Dichte von etwa 3,1 Gramm pro Kubikzentimeter auf; sie besteht – von unten nach oben – aus Serpentinit, Gabbro und Basalt.
• Kontinentale Kruste ist mit 30 bis 50 Kilometern wesentlich dicker, mit einer Dichte um 2,8 Gramm pro Kubikzentimeter jedoch etwas leichter; aufgebaut wird sie aus den unterschiedlichsten Gesteinen.
Im unteren Bereich des Erdmantels, in der zähflüssigen Asthenosphäre (altgriechisch asthenés = kraftlos, schwach), kursieren bei Temperaturen bis zu 1600 °C walzenförmige Konvektionsströme, die die Platten wie Teile eines gigantischen Puzzles im Reisemodus halten. Die Platten driften („schwimmen“) auf der Asthenosphäre, und zwar mit Geschwindigkeiten zwischen einem und zehn Zentimetern pro Jahr. Dieses Phänomen führt zur Entstehung von Kontinenten und Ozeanen, es lässt aber auch Landmassen zerbrechen oder verschmilzt sich manchmal zu „Superkontinenten“.
• Reißen ozeanische Platten auseinander, dann dringt dazwischen Magma (geschmolzenes Gestein) aus dem obersten Erdmantel durch Spalten des Ozeanbodens empor. So bilden sich sogenannte Mittelozeanische Rücken, von denen die neue, erkaltende Kruste seitlich wegdriftet. Der gewaltigste dieser Untersee-Gebirgszüge ist der 60.000 Kilometer lange und bis zu 3000 Meter hohe Mittelatlantische Rücken zwischen der Eurasischen und der Nordamerikanischen Platte, der nur an wenigen Stellen über den Meeresspiegel herausragt – Beispiele dafür sind etwa Island oder die Azoren.
• Trifft eine ozeanische auf eine kontinentale Platte, dann wird Erstere aufgrund ihrer höheren Dichte unter Zweitere hinabgezogen – es findet also eine Subduktion statt. Dabei wird die Kruste von ihrem Untergrund abgeschert. In der Tiefe erfolgt unter großem Druck und hohen Temperaturen eine Umkristallisierung (Metamorphose) der Gesteine, die dann als Decken übereinandergestapelt, teils auch verfaltet und oft weit weggschoben werden.
• Zu einer Subduktion kommt es auch beim Zusammenprall zweier Kontinenatalplatten, die ja ungefähr gleich schwer und auch steifer sind. Zwischen ihnen entstehen jedoch so starke Zerrspannungen, sodass die subduzierte Platte in der Tiefe schließlich abreißen kann, was zu starken Hebungsbewegungen der überschobenen Decken führt: Dann bildet sich ein Gebirge.
Gemäß der 1915 vom deutschen Geowissenschafter Alfred Wegener formulierten Theorie der Plattentektonik teilt sich die Lithosphäre in unterschiedlich große, starre Platten. Manche davon erreichen riesige Ausmaße, es gibt aber auch Mikroplatten. All diesen Platten gemeinsam ist ihr interessanter Aufbau. Jede von ihnen umfasst einen Teil des obersten, festen Erdmantels, auf dem ozeanische oder kontinentale Kruste lagert – es gibt aber auch Platten mit einer Kombination aus den beiden unterschiedlichen Krustentypen.
• Der oberste Bereich des Erdmantels ist etwa 150 Kilometer mächtig und besteht aus Peridotit.
• Ozeanische Kruste weist eine Mächtigkeit zwischen fünf und acht Kilometern und eine Dichte von etwa 3,1 Gramm pro Kubikzentimeter auf; sie besteht – von unten nach oben – aus Serpentinit, Gabbro und Basalt.
• Kontinentale Kruste ist mit 30 bis 50 Kilometern wesentlich dicker, mit einer Dichte um 2,8 Gramm pro Kubikzentimeter jedoch etwas leichter; aufgebaut wird sie aus den unterschiedlichsten Gesteinen.
Im unteren Bereich des Erdmantels, in der zähflüssigen Asthenosphäre (altgriechisch asthenés = kraftlos, schwach), kursieren bei Temperaturen bis zu 1600 °C walzenförmige Konvektionsströme, die die Platten wie Teile eines gigantischen Puzzles im Reisemodus halten. Die Platten driften („schwimmen“) auf der Asthenosphäre, und zwar mit Geschwindigkeiten zwischen einem und zehn Zentimetern pro Jahr. Dieses Phänomen führt zur Entstehung von Kontinenten und Ozeanen, es lässt aber auch Landmassen zerbrechen oder verschmilzt sich manchmal zu „Superkontinenten“.
• Reißen ozeanische Platten auseinander, dann dringt dazwischen Magma (geschmolzenes Gestein) aus dem obersten Erdmantel durch Spalten des Ozeanbodens empor. So bilden sich sogenannte Mittelozeanische Rücken, von denen die neue, erkaltende Kruste seitlich wegdriftet. Der gewaltigste dieser Untersee-Gebirgszüge ist der 60.000 Kilometer lange und bis zu 3000 Meter hohe Mittelatlantische Rücken zwischen der Eurasischen und der Nordamerikanischen Platte, der nur an wenigen Stellen über den Meeresspiegel herausragt – Beispiele dafür sind etwa Island oder die Azoren.
• Trifft eine ozeanische auf eine kontinentale Platte, dann wird Erstere aufgrund ihrer höheren Dichte unter Zweitere hinabgezogen – es findet also eine Subduktion statt. Dabei wird die Kruste von ihrem Untergrund abgeschert. In der Tiefe erfolgt unter großem Druck und hohen Temperaturen eine Umkristallisierung (Metamorphose) der Gesteine, die dann als Decken übereinandergestapelt, teils auch verfaltet und oft weit weggschoben werden.
• Zu einer Subduktion kommt es auch beim Zusammenprall zweier Kontinenatalplatten, die ja ungefähr gleich schwer und auch steifer sind. Zwischen ihnen entstehen jedoch so starke Zerrspannungen, sodass die subduzierte Platte in der Tiefe schließlich abreißen kann, was zu starken Hebungsbewegungen der überschobenen Decken führt: Dann bildet sich ein Gebirge.