Was ist Plattentektonik?

Stehe still und konzentriere Dich auf den Boden unter Deinen Füßen! Spürst Du, wie sich die Erde bewegt?

Wahrscheinlich nicht, denn die Erde bewegt sich so langsam, dass wir sie normalerweise nicht spüren oder sehen! Aber wir wissen, dass die Erde nicht einfach stillsteht: In vielen Teilen der Welt kommt es hin und wieder zu starken Erdbeben und Vulkanausbrüchen. Alle Felsen und Landformen um dich herum sind ebenfalls ein Beweis für diese ständige Bewegung; sie sind in Millionen von Jahren durch kleine und große Bewegungen entstanden!

Natürlich sind Gesteine und Landformen keine Lebewesen, wie können sie sich also bewegen?

Dieses Konzept einer dynamischen Erde ist eine Theorie namens Plattentektonik, die erst in den 1960er Jahren entwickelt wurde! Das Wort Tektonik stammt aus dem Griechischen und bedeutet „aufbauen“. Die Plattentektonik besagt, dass die starre, äußere Schicht der Erde – die Lithosphäre – in sich bewegende Platten unterteilt ist, die über einer schwächeren, geschmolzenen Schicht, der Asthenosphäre, liegen. Die Wärme aus der Asthenosphäre erzeugt Konvektionsströme, die die Bewegung der darüber liegenden Platten antreiben.

Die Bewegung und Interaktion dieser Platten führt zur Entstehung großer Gebirgsgürtel, Vulkane und Ozeanbecken. Ein Großteil des Geschehens spielt sich entlang ihrer Grenzen ab, wo sich die Platten entweder aufeinander zubewegen (Konvergenz), voneinander wegbewegen (Divergenz) oder einfach aneinander vorbeigleiten (Transformgrenze)!

Divergenz Grenzen erzeugen neue Materialien an der Erdoberfläche. Die meisten von ihnen befinden sich entlang von Bergrücken tief im Meeresboden, wo Magma aufsteigt. Richtig, es gibt Vulkanausbrüche unter dem Ozean! Divergente Grenzen können auch innerhalb von Kontinenten entstehen, wie z. B. der Ostafrikanische Graben!

Konvergente Grenzen hingegen sind zerstörerische Zonen, in denen sich schwerere Lithosphäre unter eine andere absenkt oder zum Erdmantel hin subduziert. Viele dieser konvergenten Grenzen – die so genannten Subduktionszonen – befinden sich an den Rändern der Ozeane, entlang von Strukturen, die als Gräben bekannt sind, wo sie auf die Kontinente oder Landmassen treffen. Durch diese Art von Konvergenz entstanden vulkanische Inseln wie Japan und die Philippinen sowie lange Vulkanketten innerhalb der Kontinente, wie die Anden.

Eine andere Art von konvergierender Grenze ist die Kollision zwischen Lithosphären, die beide leicht oder schwimmfähig sind. Anstatt zu subduzieren, werden die lithosphärischen Materialien „gequetscht“ und übereinander gestapelt, wodurch breite Gebirgsgürtel wie die Alpen entstehen!

Die Plattenbewegung ist im Allgemeinen sehr langsam und beträgt zwischen 0,60 cm und 10 cm pro Jahr. Deshalb können wir sie weder sehen noch spüren! Stelle Dir also vor, wie lange es gedauert haben muss, bis sich die Alpen gebildet haben!

Was ist Plattentektonik?

Bis in die 1960er Jahre glaubten die meisten Geowissenschaftler, dass Ozeane und Kontinente eine feste geografische Position haben. Die Entdeckung mehrerer Beweislinien wies jedoch auf das Gegenteil hin: eine dynamische Erde, die ständig in Bewegung ist. Wir wissen dies von Erdbeben, die in den Tiefseegräben auftreten, von einem ausgedehnten System von Meeresbodenkämmen, aus denen neues Material entsteht, und von aktivem Vulkanismus, der ungleichmäßig über die Welt verteilt ist! All diese Entwicklungen führten zu einer vereinheitlichenden Theorie der Geologie: Plattentektonik!

Die Plattentektonik besagt, dass die starre Lithosphäre der Erde – die aus der Kruste und den festen Teilen des oberen Erdmantels besteht – in mehrere Platten aufgeteilt ist, die auf der schwächeren, geschmolzenen Asthenosphäre schwimmen. Die Wärme in der Asthenosphäre erzeugt Konvektionsströme, die die darüber liegenden Platten bewegen.

Die Bewegung und die Wechselwirkungen dieser Platten lassen große Gebirgsgürtel, Vulkane und die Ozeanbecken der Welt entstehen. Die Grenzen zwischen den Platten sind der Ort, an dem die meisten dieser Aktivitäten stattfinden! Es gibt drei Arten: (1) divergente Grenzen, an denen sich die Platten auseinander bewegen, (2) konvergente Grenzen, an denen sich die Platten aufeinander zu bewegen, und (3) Transformgrenzen, an denen die Platten aneinander vorbeigleiten oder aneinander vorbeischleifen.

Divergenz Grenzen sind Stellen, an denen sich neues Krustenmaterial bildet. Die meisten Divergenzgrenzen befinden sich entlang von Bergrücken auf dem Meeresboden. Wenn sich die Platten voneinander entfernen, steigt geschmolzenes Gestein auf, sammelt sich und kühlt ab, um neuen Meeresboden zu bilden. Divergierende Grenzen können auch innerhalb von Kontinenten entstehen – so genannte Kontinentalverwerfungen; entlang dieser Verwerfungen teilen sich Landmassen, und dazwischen entsteht ein neues Becken. Der Ostafrikanische Graben ist ein Beispiel für einen anhaltenden Kontinentalgraben!

Andererseits sind konvergente Grenzen zerstörerische Grenzen, denn entlang dieser Zonen sinkt die Lithosphäre ins Erdinnere ab.

Die Erdkruste ist in eine dichte, basaltische ozeanische Kruste und eine leichtere, granitische kontinentale Kruste unterteilt. Zusammen mit dem oberen Erdmantel bilden sie die ozeanische Lithosphäre bzw. die kontinentale Lithosphäre. Je nach Art der beteiligten Lithosphären gibt es drei Arten von Konvergenzgrenzen: ozeanische zu ozeanische, kontinentale zu ozeanische und kontinentale zu kontinentale Konvergenz.

Am Rande der Ozeane – weit entfernt vom Rücken – wird ozeanische Lithosphäre entlang der konvergenten Grenzen, entlang von Strukturen, die als Gräben bekannt sind, aufgezehrt. Bei den ersten beiden Arten von konvergenten Grenzen subduziert die dichtere ozeanische Lithosphäre unter die andere! Entlang dieser Subduktionszonen steigt Magma auf und bildet Vulkanketten auf den Kontinenten, wie die Anden, und vulkanische Inseln wie Japan und die Philippinen!

Neben dem Vulkanismus kann auch die aktive Bewegung entlang der Subduktionszonen Erdbeben auslösen! Jeden Tag registrieren die geologischen Dienste auf der ganzen Welt Tausende von Erdbeben im Zusammenhang mit diesen Subduktionszonen. Zum Glück sind die meisten von ihnen recht schwach und finden in extremen Tiefen statt, so dass sie die Oberfläche nicht erreichen!

Wenn hingegen zwei Kontinentalplatten aufeinander treffen, widersteht ihr Auftrieb der Subduktion. Stattdessen wird bei der Kollision Material „gequetscht“ und aufeinander gestapelt, wodurch Gebirgsgürtel entstehen. Die starke Kompression, die mit dieser Kollision einhergeht, führt zu einer starken Verformung der Gesteinsschichten und/oder zu einer Metamorphose der Gesteine!

Eines der am besten untersuchten Produkte von Kontinentalkollisionen ist das gesamte Gebirgssystem der Alpen – von Österreich über Italien und die Schweiz bis nach Frankreich! Vor etwa 65 Millionen Jahren begann ein Teil der Afrikanischen Platte mit der europäischen Seite der Eurasischen Platte zu kollidieren. Diese Kollision führte schließlich zur Entstehung der Alpen! Geophysikalische Untersuchungen zeigen, dass diese Kollision auch heute noch andauert!

Wenn Du das nächste Mal nach Salzburg fährst, achte auf die Aufschlüsse des Hagengebirges und/oder des Tennengibirges entlang der Autobahn. Du wirst feststellen, dass die Gesteinsschichten geneigt und gewellt sind, was auf die Verformung im Zusammenhang mit dieser erstaunlichen Kollision zurückzuführen ist!

Die Transformgrenzen schließlich sind durch große Transformverwerfungen gekennzeichnet, entlang derer sich die Platten gegeneinander verschieben. Die meisten Umwandlungsgrenzen befinden sich auf dem Meeresboden, wo sie die ozeanischen Rücken zerschneiden und versetzen! Beachte das stufenförmige, zickzackförmige Muster, das die divergierenden Grenzen durchschneidet!

Die Geburt der Plattentektonik war so etwas wie ein Meilenstein in den Geowissenschaften. Sie ist für Geologen das, was die Quantenmechanik für Physiker ist! Die Plattentektonik bietet Geologen den übergreifenden Rahmen, mit dem wir die Erde, ihre Prozesse und ihre Entwicklung untersuchen!