Dynamik der Erde: Tektonik, Schwerkraft und Isostasie

Das Tektonische System

Das dynamische tektonische System ist eng mit der inneren Struktur der Erde und den physikalischen Eigenschaften des Planeten verbunden.

Dieses System ist verantwortlich für die wichtigsten Merkmale der Landoberfläche, wie Kontinente und Meeresbecken. Die wichtigsten strukturellen Merkmale auf den Kontinenten sind Schilde, Plattformen und Faltengebirge. Die Merkmale des Meeresbodens sind mittelozeanische Rücken, Tiefseeebenen, Seeberge, Gräben und Kontinentalränder.

Das tektonische System ist das dynamische System, das die horizontalen Bewegungen der Erdkruste (Kontinentalverschiebung und Erweiterung des Meeresbodens) sowie die Lebenszyklen der Ozeane (die „Geburt“, Evolution und der „Tod“) steuert.

Die Theorie der Plattentektonik

Das dynamische tektonische System ist direkt mit der Theorie der Plattentektonik verbunden. Diese Theorie besagt, dass der äußere Teil der festen Erde (die Lithosphäre) „gebrochen“ und in eine Reihe von mechanisch steifen und unabhängigen Platten oder Lithosphäreneinheiten unterteilt ist. Diese Platten bewegen sich frei zueinander, und ihre gegenseitigen Kontakte äußern die meisten großen geologischen Aktivitäten des Systems. Es ist eine vereinheitlichende Theorie, die die Entwicklung der Kontinente und Meeresbecken, die Entstehung von Faltengebirgen, die Verteilung von Mineralvorkommen usw. erklärt.

Lithosphärenplatten (oder die Lithosphäre), die aus der Kruste und dem oberen Erdmantel bestehen, sind etwa 100 km dick und gleiten über den darunter liegenden wärmeren und plastischen Mantel.

Plattenbewegungen

Wenn Lithosphärenplatten sich voneinander wegbewegen (**divergieren**), wird der entstehende Raum von heißem Material aus dem Mantel gefüllt, wodurch neue Lithosphäre geschaffen wird. Die wichtigsten Merkmale dieses Prozesses sind:

• Das kontinentale Rift
• Der mittelozeanische Rücken (Grat/Grate)
• Neue Ozeanbecken

Wenn die Bewegung der Lithosphärenplatten **konvergent** ist (eine Platte kollidiert mit einer anderen), gleitet eine Platte unter die andere und taucht in den Mantel ab. Die wichtigsten strukturellen Merkmale dieses Prozesses sind:

• Gefaltete Bergketten (mit Krustenverdickung)
• Vulkanische Bögen
• Tiefe Ozeangräben

Energie und Prozesse

Die Energie, die für die geologischen Prozesse des tektonischen Systems benötigt wird, stammt aus dem Erdinneren. Die Wärmequelle ist die Restwärme, mechanische Energie und radioaktive Zerfallswärme, die durch Wärmeleitung und Konvektion übertragen wird.

Alle geologischen Prozesse des tektonischen Systems werden als **endogen** betrachtet. Auf menschlicher Zeitskala sind Seismizität und Vulkanismus die repräsentativsten Erscheinungen.

Schwerkraft und Isostasie

Die Schwerkraft spielt eine fundamentale Rolle in der Dynamik der Erde. Im hydrologischen System wird die Bewegung von Eis (Gletscher), fließendem Oberflächenwasser (Flüsse) und Grundwasser (Grundwasserleiter) durch die Gravitationskraft geregelt. Im tektonischen System werden Hebungen und Senkungen der Erdkruste (vertikale Bewegungen), kombiniert mit horizontalen Plattenbewegungen, oft durch die Schwerkraft gesteuert.

Die Schwerkraft steht auch in engem Zusammenhang mit der Differenzierung im Erdinneren (der inneren Struktur des Planeten), da sie die Kraft ist, die den rheologischen Kontakt zwischen der Lithosphäre und der Asthenosphäre kontrolliert. Die Lithosphäre ist kalt, starr und schwimmt leicht auf der Asthenosphäre, die heiß, weich-plastisch und dichter ist.

Die Theorie der Isostasie

Die Theorie der Isostasie besagt, dass Hebungen und Senkungen der Kruste als Reaktion auf die Schwerkraft dazu neigen, ein gravitatives Gleichgewicht im gesamten System aufrechtzuerhalten.

Der isostatische Ausgleich – dieser Trend zum Schwerkraftgleichgewicht zwischen Kruste und Mantel – basiert auf dem Volumen und der Dichte der Kruste. Die Kraft, die diese Anpassungen steuert, ist die Schwerkraft des Mantels.

Jede Veränderung der Erdoberfläche durch das Hinzufügen oder Entfernen von Material führt zu isostatischem Ausgleich (z. B. hat hohes bergiges Gelände tiefe Wurzeln im Mantel).

Die Isostasie ist mit allen Prozessen verknüpft, die die Verteilung der Materialien an der Oberfläche modifizieren, da jede Art von Be- und Entlastung der Oberfläche vertikale Bewegungen der Erdkruste hervorruft.

Das Konzept der Isostasie ist unerlässlich, um die wichtigsten Merkmale der Kruste wie Kontinente, Ozeanbecken und Gebirge zu untersuchen und die Reaktion der Kruste auf Erosion, Sedimentation und Vereisung zu verstehen. Dies bedeutet, dass der isostatische Ausgleich an fast allen **exogenen** Prozessen beteiligt ist.