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Der Magma-Motor

Plattenbruch und Plattendrift

Die Dreifachkreuzungen der Grabensysteme sind die Schwachpunkte der Kontinente. Zwischen diesen dünnen Krustenregionen bilden sich Risse und Gräben als Verbindungen – wie „Malen nach Zahlen“ – bis ein Teil der Lithosphärenplatte wie mit Falzen vorgestanzt ist. Von drei verbundenen „triple junctions“ am Südende des Malawi-Grabens umzingelt, und den Indischen Ozean im Rücken, war die Küstenregion von Mosambik einst so eine Schwachstelle. Etwa vor 100 Millionen Jahren brachen die Spalten durch und der Kleinkontinent Madagaskar trieb nach Osten. Geologen vermuten sogar die „triple junction“ entdeckt zuhaben, die vor 170 bis 200 Millionen Jahren eine viel größere Landmasse von Afrika abspaltete: Südamerika. Diese Trennung schuf nicht nur zwei neue Kontinente, sondern war auch die Geburtsstunde des Atlantischen Ozeans.

Konvektionsströme © MMCD

Die einzelnen Platten der Erdkruste treiben auf einer Gleitschicht des oberen Erdmantels, die vermutlich aus einem Gemisch von flüssigem Gestein und Wasser besteht. Aber warum treiben sie? Und wohin? Verantwortlich für die Bewegung der Platten sind unter anderem die Strömungen im Erdmantel. Das Magma erwärmt sich im Erdinneren, steigt auf und breitet sich unter der Erdkruste zu den Seiten hin aus. Dabei kühlt ein Teil des Materials ab und bildet die Erdkruste. Der Schwung der Konvektionsströme zieht dabei die festen Platten mit – oder erzeugt Spannungen in den Gesteinsschichten, wenn diese „festsitzen“.

Mehr oder weniger kontinuierlich werden die Platten in die Subduktionszonen an den Plattenrändern gedrückt. Dort schieben sie sich unter die benachbarte Platte, sinken ab und lösen sich in dem flüssigen Gestein des Erdmantels wieder auf. Warum aber versinken die Platten? Nach einer Theorie ziehen absteigende Konvektionsströmungen, die schon die Platten an der Oberfläche dirigiert haben, die Erdkruste in die Tiefe. Andere Hypothesen gehen jedoch davon aus, dass ihr eigenes Gewicht die Platten nach unten ziehen und der Prozess durch den Druck von den Rücken als Kreislauf besteht.

Langsam und stetig oder kurz und heftig?

Satelliten messen heutzutage zentimetergenau wie stark sich die Platten bewegen. Auf den Kontinenten werden dazu Empfänger installiert, deren Positionen mithilfe von mehr als 24 Satelliten bestimmt werden. Dabei messen die Forscher eine Veränderung der Antarktischen Platte von gerade mal 1,7 Zentimeter pro Jahr bis hin zu einer Bewegung von 24 Zentimetern pro Jahr zwischen der Pazifischen und Australischen Platte in Samoa.

Am Institut für Geophysik untersuchen Wissenschaftler mithilfe von Computermodellen, wie sich Magmaströme vermutlich Verhalten. Dieses Modell veranschaulicht, dass Ströme aus dem warmen Erdmantel senkrecht aufsteigen und sich an der kalten Oberfläche seitlich ausbreiten. So beulen sie wie mit einem Pilzkopf die Erdkruste von unten her aus. © Breuer, Universität Münster

Doch in den letzten Jahren haben Geologen diese Regelmäßigkeit in Frage gestellt. Untersuchungen ergaben, dass die Mantelkonvektionen auch punktuell und in Stößen auf die Erdkruste einwirken. Dabei bildet sich basaltisches Magma in etwa dreißig bis sechzig Kilometer Tiefe und steigt in Kanälen nach oben. Im Erdmantel bilden die heißen Ströme pilzförmige Köpfe, die von unten gegen die Erdkruste drücken. Entweder der Magmastrom ist so kräftig, das er die Kruste ausbeult und eine „triple junction“ mit Grabenbrüchen entsteht. Oder er tritt durch vorhandene Vulkane und ozeanischen Rücken aus. Diese „Plume“ bauen enorme Spannungen in der festen Platte auf, deren Zugkräfte sich durch ruckartiges Bewegen oder innere Brüche entladen.

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Der „Mutterkontinent“ Afrika

Unter dem afrikanischen Kontinent brodelt das Magma wie nirgends sonst auf der Welt. Mit elf „triple junctions“, 29 Bruchgräben und 16 Aufdomungen der Erdkruste ist Afrika ständig vom Zerbrechen der Platte bedroht und verändert sich permanent. Während einige Strukturen wie das Afar-Dreieck und das westliche Grabensystem noch hoch aktiv sind, ist die Lebenszeit des westlichen Grabenbruchs schon abgelaufen. Das drei Milliarden Jahre alte Rift-Valley entstand bereits, als alle Kontinente noch im Urkontinent „Pangea“ zusammengeschweißt waren. Heute gilt er zwar als inaktiver „Altarm“ des Bruchsystems, doch das Leben auf der Oberfläche geht weiter – und treibt seltsame Blüten.

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Stand: 25.08.2006

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Ein Kontinent zerbricht!?
Das Afrikanische Grabensystem

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Millionen Jahre in Sekunden
Geologie im Schnelldurchlauf

Der Reißverschluss öffnet sich
Die Afar-Senke reißt ein

Grabenbrüche mit System
Verwerfungen spannen ihr Netz

Der Magma-Motor
Plattenbruch und Plattendrift

Die Riesen von Ruwenzori
Mutanten geben Rätsel auf

Planeten-Kulisse in Afrika
Wie die Welt atmet und schwitzt

Magma vs. Tektonik
Was die Erde zerreißt

Diaschauen zum Thema

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