Geochemie und Dynamik der Erde: Schichten und Tektonik

Geochemie: Der Aufbau der Geosphäre

Die Geosphäre wird chemisch in drei Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung unterteilt:

• 1. Kruste: Sie reicht bis zur Mohorovičić-Diskontinuität (Moho) und ist eine feste Schicht, die aus silikatischem Gestein gebildet wird. Es gibt zwei Arten: die kontinentale und die ozeanische Kruste. Die ozeanische Kruste ist dünner und ihre Gesteine sind dichter.
• 2. Mantel: Er liegt zwischen der Moho- und der Gutenberg-Diskontinuität und ist aus Silikatgestein aufgebaut, das etwas dichter als die Kruste ist (unterteilt in oberen und unteren Erdmantel).
• 3. Kern (Nucleo): Die innerste Schicht der Erde unterhalb der seismischen Diskontinuität von Gutenberg. Er besteht aus Metall. Die Lehmann-Diskontinuität trennt dabei den äußeren vom inneren Kern.

Dynamisches Modell der Erde

Dieses Modell beschreibt das mechanische Verhalten von Werkstoffen gegen Verformung, die durch hohen Druck verursacht wird:

• 1. Lithosphäre: Besteht aus starrem und sprödem Gestein; sie umfasst die Kruste und einen Teil des Mantels.
• 2. Oberer Mantel (Asthenosphäre): Ein Bereich, in dem die Mantelgesteine ein plastisches Verhalten zeigen.
• 3. Mesosphäre: Hier führt eine Änderung in der Mineralphase dazu, dass sich die Gesteine verdichten.
• 4. Endosphäre: Sie besitzt eine geschmolzene äußere Schicht, in der Strömungen auftreten, und einen inneren festen, sehr dichten Teil.

Tektonische Plattengrenzen

• Divergierende Grenzen: Eine Trennung von zwei Platten.
• Konvergierende Ränder: Zwei tektonische Platten kollidieren:
  • Ozean / Ozean: Subduktion (Inselbögen, z. B. Japan-Archipel).
  • Ozean / Kontinent: Subduktion (Randwulst, z. B. Himalaya).
  • Kontinent / Kontinent: Obduktion (intrakontinentale Gebirgskette, z. B. Anden).
• Neutrale oder passive Grenzen: Die beiden Platten gleiten horizontal entlang einer Ebene (Transformstörungen).

Der Wilson-Zyklus

1. Heißes Mantelmaterial steigt auf und drückt gegen die kontinentale Lithosphäre. Dies führt zu einer Aufwölbung und schließlich zum Bruch aufgrund der Steifigkeit.
2. Die Erweiterung des Meeresbodens bildet eine Meerenge (z. B. Rotes Meer).
3. Das Wachstum des Meeresbodens ermöglicht die Entwicklung eines reifen ozeanischen Beckens (z. B. Atlantischer Ozean oder Indischer Ozean).
4. Stabile Kontinentalränder werden aktiv, wenn die ozeanische Lithosphäre durch Subduktion zu sinken beginnt (z. B. Pazifischer Ozean).
5. Die Einengung des Ozeans wird sehr deutlich.
6. Durch den Untergang der ozeanischen Lithosphäre bei der Subduktion wird der Ozean vollständig geschlossen. Anschließend kollidieren die Kontinente durch Obduktion, wodurch eine intrakontinentale Gebirgskette entsteht.