Geologische Prozesse und Prinzipien der Gebirgsbildung

Geologische Prozesse der Gebirgsbildung

Akkretionskeil-Bildung

Ein Großteil der Sedimente, die mit der abtauchenden ozeanischen Lithosphäre transportiert werden, wird nicht subduziert. An der Vorderseite des Kontinentalrandes werden diese Sedimente gefaltet, gebrochen und gestapelt, wodurch ein Akkretionskeil (Akkretionsprisma) entsteht.

Magmatismus und Metamorphose

Das Vorhandensein von Wasser in der abtauchenden Lithosphäre und die durch sie erzeugte Wärme führen zu einer teilweisen Aufschmelzung des Gesteins. Die entstandenen Magmen steigen auf; jene, die im Inneren verbleiben, tragen zur Verdickung der kontinentalen Kruste bei. Hohe Drücke und Temperaturen begünstigen zudem die Bildung spezifischer metamorpher Gesteine.

Orogene Hebung

Die charakteristischen bergigen Geländeformen sind eine Folge der Krustenverdickung durch die Ansammlung von Material, das eine isostatische Hebung bewirkt und weniger dicht ist als der Mantel.

Ablauf der Kontinentalkollision

Ozeanische Subduktion

Die ozeanische Lithosphäre subduziert, wobei transportierte Sedimente gefaltet und gebrochen werden.

Schließung von Ozeanbecken

Wenn die gesamte ozeanische Lithosphäre subduziert ist, erreicht der Kontinent die Subduktionszone. Kontinentale Materialien sind weniger dicht, was ihre Subduktion in den Mantel erschwert. Zudem ist die kontinentale Lithosphäre dicker und leichter, was eine weitreichende Subduktion verhindert.

Kontinentalkollision

Die beiden Kontinente kollidieren, wobei das Material zwischen ihnen komprimiert, gefaltet und gebrochen wird. Bei anhaltender Kollision kann es zur Überschiebung eines Kontinents über den anderen kommen, was die kontinentale Kruste in diesem Bereich verdoppeln kann. Die daraus resultierende isostatische Hebung ist daher sehr bedeutend.

Gleichgewicht zwischen internen und externen Prozessen

Die Hebung eines sich entwickelnden Gebirgsrückens oder die orogene Hebung kann Raten von bis zu 800 cm pro 1000 Jahre erreichen. Sobald Gebirgszüge entstehen, beginnt jedoch auch ihre Erosion. Die höchste Erosionsrate kann 100 cm pro 1000 Jahre erreichen. Im Durchschnitt kann die Netto-Hebung (Hebung abzüglich Erosion) etwa 5 cm pro 1000 Jahre betragen.

Wechselwirkung geologischer Prozesse

Externe Prozesse beeinflussen interne Prozesse

Die Höhe eines Gebirges beeinflusst die Erosionsaktivität, da die Erosion in Hochgebieten stärker ist als im Flachland.

Interne und externe Prozesse beeinflussen sich gegenseitig

Die Abtragung von Material aus einem Gebiet (Erosion) und die Ablagerung in einem anderen Gebiet (Sedimentation) verursachen isostatische Ungleichgewichte. Diese werden durch vertikale Bewegungen der Erdkruste (Hebung bzw. Senkung) ausgeglichen.

Geologische Grundprinzipien

• Prinzip der ursprünglichen Horizontalität

  Abgelagerte Sedimente bilden ursprünglich horizontale Schichten. Folglich können wir, wenn wir geneigte Schichten finden, daraus schließen, dass sie Kräften ausgesetzt waren, die ihre ursprüngliche Anordnung verändert haben.

• Prinzip der Superposition der Schichten

  Sedimente lagern sich übereinander ab, sodass in einer Schichtenfolge, die sich in ihrer ursprünglichen Anordnung befindet, die unterste Schicht die älteste und die oberste die jüngste ist.

• Prinzip der Querbeziehungen

  Danach ist jede geologische Struktur, die eine andere durchschneidet oder beeinflusst, jünger als die durchschnittenen oder beeinflussten Materialien.

Bestimmung des relativen Alters von Schichten

• Fossilien

  Das Vorhandensein von Fossilien kann uns helfen, Schichten zu datieren und zu korrelieren.

• Granoselektion (Korngrößensortierung)

  Gröbere Sedimente setzen sich am Boden ab und werden feiner nach oben. Dies hilft uns, die ursprüngliche Ober- und Unterseite einer Schicht sowie ihre Orientierung zu bestimmen.

• Trockenrisse

  Sie entstehen in trocknenden Tonsedimenten. Ihre V-förmige Spitze zeigt nach unten, zur ursprünglichen Unterseite der Schicht.