Erdstruktur und Plattentektonik: Kruste, Mantel, Kern und Ozeanbodenspreizung

Die Struktur der Erde: Geochemische Einheiten

Die geochemischen Einheiten unterscheiden sich durch die chemische Zusammensetzung der Materialien, aus denen sie bestehen.

Die Erdkruste (Kruste)

Die äußere Schicht erstreckt sich bis zur Moho-Diskontinuität (Mohorovičić-Diskontinuität). Die häufigsten chemischen Elemente sind: Sauerstoff (O), Silizium (Si), Aluminium (Al).

Kontinentale Kruste

• Dicke: 25 bis 70 km.
• In der unteren Hälfte dominieren metamorphe Gesteine.
• An der Oberfläche finden sich Sedimentgesteine.

Ozeanische Kruste

Sie ist viel dünner, zwischen 5 und 10 km. Sie besteht aus drei Ebenen:

1. Schicht von Sedimenten
2. Schicht aus Basalt
3. Gabbro-Schicht

Ihr Alter liegt zwischen 0 und 180 Millionen Jahren (Ma).

Der Erdmantel (Manto)

Er liegt zwischen der Mohorovičić- und der Gutenberg-Diskontinuität. Die häufigsten Elemente im Erdmantel sind: O, Si, Magnesium (Mg), Eisen (Fe). Er besteht hauptsächlich aus Peridotit.

Der Erdkern (Core)

Er zeichnet sich durch seine hohe Dichte (zwischen 10 und 13 g/cm³) aus und besteht hauptsächlich aus Eisen (Fe) und Nickel (Ni).

Dynamik des Ozeanbodens und Plattentektonik

Mittelozeanischer Rücken und Tiefsee

Der Atlantik wird von einem unterseeischen Rücken durchzogen. Der Grat ist durch transversale Brüche unterbrochen.

Verteilung und Knappheit von Sedimenten

Sedimente sind nicht gleichmäßig verteilt. Ihre Mächtigkeit nimmt zu, je weiter wir uns vom Rücken entfernen.

Junge ozeanische Kruste an den Rücken: Die Basalte an den Kämmen sind die jüngsten und wurden in den letzten Millionen Jahren gebildet. Das Alter der Sedimente nimmt mit der Entfernung von den Graten zu. Dieses Alter beträgt nie mehr als 180 Millionen Jahre.

Paläomagnetismus und Ozeanbodenspreizung

Der Magnetismus in den Gesteinen wird als Paläomagnetismus bezeichnet. Seine Untersuchung hat gezeigt, dass sich das Magnetfeld der Erde viele Male umgekehrt hat.

Theorie der Ozeanbodenspreizung (Seafloor Spreading)

Es wurde festgestellt, dass die Basalte der ozeanischen Kruste eine auffällige Magnetisierung in Bändern parallel zum Kamm zeigen. Zur Erklärung dieser Magnetstreifen wurde die Theorie der Ozeanbodenspreizung entwickelt. Diese Theorie erklärt die vulkanische Aktivität an den Graten und das zunehmende Alter des Meeresbodens mit der Entfernung von diesen.

Erweiterung des Meeresbodens

1. Periode 1: Magma erreicht den Rücken. Es kühlt ab und bildet Kristalle.
2. Periode 2: Die Lithosphäre bewegt sich seitlich weg. Der freigewordene Raum wird mit neuem Magma gefüllt.
3. Periode 3: Der Prozess der Schaffung neuer ozeanischer Lithosphäre setzt sich fort. Die Basalte speichern die Eigenschaft des aktuell existierenden Magnetfeldes.

Subduktion und Konvergente Plattengrenzen

Warum sinkt der Meeresboden ab?

Da sich die Lithosphäre vom Grat wegbewegt, wird sie kühler und dichter, wodurch sie absinkt. Dieses Absinken wird als thermische Subsidenz (thermische Absenkung) bezeichnet und erklärt, warum die Tiefseebecken tiefer sind als die Rücken.

Subduktion

Subduktion ist der Prozess, bei dem die ozeanische Lithosphäre in das Erdinnere eingeführt wird. Dies muss nicht zwangsläufig bei 100 Ma geschehen, sondern kann sich verzögern, bis die Platte 160 oder 180 Ma alt ist und die Plattenränder erreicht.

Konvergente Plattengrenzen (Subduktionszonen)

Hier wird ozeanische Lithosphäre zerstört. Es gibt drei Hauptfälle der Konvergenz:

Kontinental – Ozeanisch

Die ozeanische Platte wird unter die kontinentale Platte eingeführt. Der geringe Wassergehalt senkt den Schmelzpunkt von Mineralien, was zu einer partiellen Schmelze führt. Daraus entstehen Magmen, die Vulkanausbrüche speisen.

Ozeanisch – Ozeanisch

Spontane Subduktion. Die Lithosphäre dringt mit einem großen Neigungswinkel in den Mantel ein. Es bildet sich kein Akkretionsprisma, und es entstehen sehr tiefe Gräben.

Kontinental – Kontinental

Dies ist die Begegnung von Kontinenten, nachdem ein ozeanischer Abschnitt subduziert wurde. Da die kontinentale Lithosphäre zu leicht ist, um subduziert zu werden, kommt es zur Kollision.