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Was passiert an den Plattengrenzen?

Wechselwirkungen aller Art

Die Dunkle Materie (blau) ist unsichtbar, sie lässt sich nur indirekt nachweisen. © NASA/CXC/M. Weiss

Wie wir heute wissen, ist die Erdkruste kein zusammenhängendes Gebilde, sondern gliedert sich in zwölf große Platten, die die ganze Oberfläche der Erde einnehmen. Bewegt werden sie durch aufsteigende und absinkende Magmenströme:

Im Erdmantel steigen heiße Magmenströmungen mit geringerer Dichte nach oben. An der Erdoberfläche herrscht eine sehr viel geringere Temperatur als im Kern. Die Magmenströme kühlen dort ab und sinken aufgrund ihrer höheren Dichte wieder hinab. Diese Konvektionsströmungen im Erdmantel sind – wie schon du Toit annahm – der „Motor“ für die Bewegung der Kontinentalplatten.

Die tektonischen Platten stoßen dabei zusammen, tauchen untereinander ab oder gleiten aneinander vorbei. In Abhängigkeit der Plattentypen und der Bewegungsrichtungen der Platten zueinander entstehen charakteristische Arten von Plattengrenzen.

Subduktion: Die schwerere Platte gibt nach

Stoßen zwei ozeanische Platten zusammen oder eine ozeanische mit einer kontinentalen, entsteht eine Subduktionszone. Dabei wird die ozeanische Kruste unter die andere geschoben und in die Tiefe gedrückt. Beim Abtauchen gelangen die Krustenmaterialien in größere Tiefen und damit in Bereiche höherer Temperaturen. In einer Tiefe von 100 Kilometern herrschen zwischen 1.000 und 1.500 Grad Celsius, die Gesteine schmelzen.

Subduktion ozeanischer Kruste in Südamerika © MMCD

Als Folge einer Ozean-Kontinent-Kollision bilden sich auf der nicht abtauchenden Platte vulkanische Gebirge. Das Abtauchen der ozeanischen Nazca-Platte unter die Südamerikanische Platte ließ beispielsweise die Anden entstehen. Die japanischen Inseln oder die Philippinen bildeten sich dagegen, weil dort zwei ozeanische Platten kollidierten. Vor einer solchen Subduktionszone finden sich oft extrem tiefe Tiefseerinnen. Der Marianengraben zum Beispiel entstand durch die Kollision der Philippinischen und der Pazifischen Platte.

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Kollision: Faltung, Hebung und Überschiebung

Stoßen zwei kontinentale Platten zusammen, kann es zur Bildung von hohen Gebirgen kommen, wie zum Beispiel den Alpen oder dem Himalaya. Dabei wird zunächst der ursprünglich zwischen beiden liegende Rest ozeanischer Kruste in die Tiefe gedrückt. Die beiden kontinentalen Krusten schieben sich anschließend übereinander. Da beide eine geringe – und gleiche – Dichte haben, taucht keine der beiden tief unter. Dadurch kommt es zu komplizierten tektonischen Prozessen mit Überschiebungen und Faltungen.

Die Bildung des Himalaya begann vor etwa 60 Millionen Jahren, als die Indische Platte auf Eurasien zuwanderte und vor etwa 40 Millionen Jahren kollidierte. An zwei großen Störungsflächen wurden dabei die Gesteine übereinandergeschoben. Mit fünf Zentimetern pro Jahr dringt Indien immer noch in Richtung Norden, so dass der Himalaya weiterhin wächst.

San Andreas Verwerfung in Kalifornien - eine Transformstörung © USGS

Transformstörung: Gleiten mit kleinen und großen Hindernissen

Die Krustenplatten der Erde stoßen aber längst nicht immer genau senkrecht aufeinander. Oft schieben sie sich auch seitlich aneinander vorbei. Rein äußerlich sind diese sogenannten Transformstörungen eher unauffällig: Es gibt keine hohen Gebirge, keine Tiefseegräben und auch keine Vulkane. Aber in der Tiefe haben es diese Plattengrenzen in sich: Denn sie gleiten nicht reibungslos aneinander vorbei. Immer wieder verhakt sich das Gestein, als Folge wächst die Spannung im Untergrund.

Dann plötzlich bricht das Gestein und die Spannung entlädt sich: in einem Erdbeben. Eines dieser notorisch erdbebengefährdeten Gebiete ist die San-Andreas-Störung in Kalifornien. Dort wandert die Pazifische Platte an der Nordamerikanischen Platte entlang. Pro Jahr etwa einen Zentimeter beträgt dabei der Versatz.

Geburt neuer Kruste in der Mitte der Meere

Solche Transformstörungen treten aber auch am Meeresgrund häufig auf, vor allem an einem weiteren wichtigen Schauplatz der Plattentekonik: den mittelozeanischen Rücken. An ihnen steigt entlang von Spalten in der Lithosphäre Magma aus dem Erdmantel an die Erdoberfläche. Die Kruste bricht an diesen Stellen auf und die Platten werden auseinander gedrückt. Das Magma füllt die Spreizungszone und erstarrt zu neuer ozeanischer Kruste. Auf dem Meeresboden sind diese Bildungszonen neuer Kruste als riesige submarine Gebirge erkennbar.

Der fortwährende Krustennachschub sorgt auch dafür, dass sich Meere wie der Atlantik im Laufe der Erdgeschichte immer weiter verbreitert haben. Noch heute wandert beiderseits des Mittelatlantischen Rückens die Kruste um zwei Zentimeter pro Jahr auseinander, am Ostpazifischen Rücken sind es sogar zwölf Zentimeter pro Jahr.

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Nadja Podbregar
Stand: 06.01.2012

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Plattentektonik
Alfred Wegener und der Weg zu einem neuen Bild der Erde

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Jede Menge ungelöster Rätsel...
Die Situation zur Zeit Wegeners

Die "Bombe" platzt
Wegener präsentiert seine Theorie

Auf tönernen Füßen....
Ablehnung und Kritik

Die Konvektion kommt ins Spiel
Wegener erhält Unterstützung

"Und sie bewegen sich doch..."
Der späte Sieg der Plattentektonik

Wechselwirkungen aller Art
Was passiert an den Plattengrenzen?

Die leise Revolution in der Theorie der Tektonik
Was hat sich bis heute getan?

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