Plattentektonik

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Erdplatten
Modell der Plattengrenzen
Subduktion von dichterer ozeanischer Kruste unter kontinentales Krustenmaterial
Topographische Karte von Costa Rica; deutlich zu sehen sind die Faltengebirge der Cordillera Central und der Cordillera de Talamanca

Die Plattentektonik ist die zentrale Theorie für die großräumigen Abläufe in der Erdkruste und im obersten Teil des Erdmantels in der Geologie und Geophysik. Sie beschreibt die Bewegungen der Erdplatten – die sogenannte Kontinentalverschiebung – und die daraus resultierenden Erscheinungen. Zu diesen zählen die Entstehung von Faltengebirgen und Schichtvulklanen, sowie Tiefseerinnen durch den Druck der sich bewegenden Platten. Die großräumigen Deformationen der äußeren Gesteinsmassen führen zu sekundären Phänomenen, wie Vulkanismus oder Erdbeben, die ihrerseits wiederum Tsunamis auslösen können.

Die für Mittelamerika maßgeblichen tektonischen Platten sind die Cocos-Platte, die Pazifische Platte, die Karibische Platte und die Nazca-Platte.

Gebirgsbildung und Vulkanismus

Im Gegensatz zur klassischen Theorie geht man heute davon aus, dass die meisten gebirgsbildenden und vulkanischen Prozesse an die Plattenränder gebunden sind. Hier entstehen als Begleiterscheinungen der sich bewegenden Platten für den Menschen bedeutsame Naturphänomene wie Vulkanausbrüche, Erdbeben und Tsunamis.

Kordilleren- oder Andentyp

Der klassische Kordillerentyp der Kettengebirge findet sich über den Subduktionszonen, in denen ozeanische Kruste direkt unter kontinentale Kruste subduziert wird, wie an der Westküste Südamerikas. Hier herrschen besonders komprimierende Bedingungen, die die Gesteinspakete herausheben, in tektonischen Decken übereinander schieben und falten. In größeren Tiefen kann es in diesen Zonen durch die erhöhten Drucke und Temperaturen auch zu Regional-Metamorphosen und Aufschmelzungen kommen.

Beim Zusammenstoß einer ozeanischen Platte mit einer Kontinentalplatte kommt es neben der Gebirgsauffaltung auch zur Ausbildung eines vulkanischen Bogens. Die subduzierte Platte transportiert im Gestein gebundene Fluide – insbesondere Wasser – mit in die Tiefe. Unter den vorherrschenden Druck- und Temperaturbedingungen kommt es zu Phasentransformation im Gestein, wobei Wasser aus der abtauchenden Platte in den darüberliegenden Mantel abgegeben wird. Dadurch wird die Schmelztemperatur des Mantelgesteins verringert und es kommt zu einer Teilaufschmelzung. Die zunächst basaltische Schmelze steigt durch die darüberliegende Lithosphäre auf und kann sich dabei mit Krustenmaterial vermengen. Zähflüssige Magmen können bis an die Oberfläche gelangen und speisen dort zum Teil hochexplosive vulkanische Eruptionen. Die Spuren solcher Glutwolkeneruptionen findet man in den Hochländern der Anden Chiles, Boliviens und Perus, aber auch in den Kordilleren in Mittelamerika.

Bei der Kollision von ozeanischer mit kontinentaler Kruste wird der Ozeanboden nicht immer vollständig subduziert. Kleine Reste von Meeresbodensedimenten und basaltischem Materialwerden zuweilen bei der Subduktion von ihrer Unterlage „abgeschabt“ und versinken nicht im Oberen Mantel. Stattdessen werden sie, zusammen mit den Gesteinen des Kontinentalrandes, deformiert, gefaltet und in die jeweiligen Gebirgsgürtel integriert. Diese Gesteinspakete werden keilförmig auf den Kontinentalrand aufgeschoben und dadurch Teil der kontinentalen Kruste.

Literatur

  • Wolfgang Frisch, Martin Meschede: Plattentektonik. 2. Auflage. Primus-Verlag, Darmstadt 2007, ISBN 3-89678-525-7.
  • Ozeane und Kontinente, ihre Herkunft, ihre Geschichte und Struktur. Spektrum-der-Wissenschaft-Verlagsgesellschaft, Heidelberg 1985, ISBN 3-922508-24-3.
  • Hans Pichler: Vulkanismus. Naturgewalt, Klimafaktor und kosmische Formkraft. Spektrum-der-Wissenschaft-Verlagsgesellschaft, Heidelberg 1985, ISBN 3-922508-32-4.
  • H. Miller: Abriß der Plattentektonik. Enke, Stuttgart 1992, ISBN 3-432-99731-0.