Plattentektonik und Kosmologie: Entstehung von Erde und Universum

Konstruktive und Destruktive Plattengrenzen

In destruktiven Bereichen (Subduktionszonen) wird Lithosphäre vernichtet. An den mittelozeanischen Rücken hingegen produziert vulkanische Aktivität neue ozeanische Lithosphäre. Diese Bereiche der Krustenbildung nennt man konstruktive Plattengrenzen. Die Grate sind große Bruchzonen, aus denen Basalt-Magma unter Druck austritt. Sie sind oft lückenhaft und gestaffelt.

Die Ausdehnung des Meeresbodens stammt aus jeder Zone der Kontraktion. Wenn zwei Teile des Grates voneinander getrennt werden, entsteht eine Störungszone mit Scherbewegung. Dieser Bereich wird als Transformstörung bezeichnet.

Konvergenz: Ozeanische und Kontinentale Lithosphäre

Bei der Konvergenz zwischen ozeanischer und kontinentaler Lithosphäre beginnt die Subduktion direkt unter dem Rand der kontinentalen Platte. Die abtauchende Platte sinkt in einem Winkel in den sublithosphärischen Mantel ab. Der daraus resultierende Mantelmagmatismus und Vulkanismus führt zur Intrusion von Granitgestein in die kontinentale Kruste. Es können Inselbögen oder andere Erhebungen entstehen.

Manchmal können Fragmente der ozeanischen Lithosphäre abgerissen werden und auf die kontinentale Lithosphäre aufgeschoben werden. Dieser Vorgang wird Obduktion genannt. Die auf dem Kontinent reitenden Lithosphärenfragmente werden Ophiolithe genannt.

Aufgrund des hohen Drucks auf die Platten entwickeln die subduzierten Sedimente nicht leicht ein umfangreiches Akkretionsprisma, da der Graben flach ist. Dieses Akkretionsprisma wird stark komprimiert, wobei Materialien in der Nähe der kontinentalen Platte gefaltet werden. Die Seismizität ist sehr hoch; dieser Bereich birgt das weltweit größte seismische Risiko. Es kommt zu einer Verdickung der kontinentalen Platte, was zur Orogenese (Gebirgsbildung) am Rande des Kontinents führt.

Kollision: Konvergenz zweier Kontinentalplatten

Wenn die ozeanische Lithosphäre zwischen zwei Kontinenten vollständig subduziert wurde, prallen die Kontinente aufeinander. Da die kontinentale Lithosphäre zu schwer ist, um tief in den Mantel abzutauchen, wird die Subduktion nach der Kontinentalkollision unterbrochen. Die ozeanische Platte taucht weiter in den Mantel ab, während die beiden kontinentalen Lithosphären aufeinander aufgeschoben und eingebettet werden.

An der Nahtstelle zwischen den beiden Platten bildet sich ein Orogen (Gebirge), dessen Dicke durch die Stapelung der Lithosphäre und der zuvor akkumulierten Sedimente zunimmt. Zwischen diesen Sedimenten können Ophiolithe (Fragmente der ozeanischen Lithosphäre) gefunden werden, die vor der Kollision zwischen den Platten lagen (Obduktion).

Die Kollision der kontinentalen Lithosphäre führt zur Bildung von Verwerfungen und Seismizität, die auch weit entfernt von der Nahtzone auftreten kann. Dies ist der Ursprung der Erdbeben in Indien und Asien (Himalaya). In der Nahtzone erzeugen Kompression und Reibung zwischen den Platten eine Verformung und Metamorphose der Gesteine. Auch die Fusion der kontinentalen Kruste und die Bildung von Granitgestein können auftreten.

Horizontale Plattenbewegungen im Überblick

An den Plattengrenzen lassen sich drei Arten von horizontalen Bewegungen feststellen:

• Divergent: Zwei Platten trennen sich voneinander. Tritt an konstruktiven Rändern auf.
• Konvergent: Zwei Platten nähern sich einander. Tritt an destruktiven Rändern auf.
• Scherung (Transform): Tritt an passiven Rändern auf, die durch Transformstörungen gekennzeichnet sind.

Grabenbildung und tektonische Hebung

Die Halbinsel ist einem allgemeinen Aufstieg unterworfen, der sowohl in Küsten- als auch in Binnengewässern beobachtet werden kann. Flussterrassen und angehobene Erosionsebenen sind ein Zeichen dafür, dass die Flussbecken angehoben werden. Es ist auch ein klarer Trend zur Bruchbildung erkennbar. Die wichtigsten Flusstäler verlaufen oft entlang von Verwerfungen, weshalb häufig steile Hänge zu sehen sind.

Der Ursprung des Universums: Der Urknall

Das Universum entstand vor etwa 15 Milliarden Jahren in einem Ereignis, das als Urknall (Big Bang) bezeichnet wird. Dieses Ereignis war nicht nur eine Explosion von Materie in den Raum, sondern der Ursprung der Zeit und des Raumes selbst. In diesem Raum bildeten sich elektromagnetische Strahlung und Materie in Form von Teilchen wie Elektronen, Protonen und Neutronen. Der Raum des Universums dehnt sich aus, angetrieben durch die anfängliche Explosion und eine expansive Kraft, die als Dunkle Energie bekannt ist.

Sternentstehung und stellare Entwicklung

Als Folge der Expansion kühlte das Universum ab. Die Wasserstoff- und Heliumatome, die in den ersten Momenten entstanden waren, banden sich zusammen. Dies ist vergleichbar mit der Kondensation eines Dampfes zu einer Flüssigkeit, die dann gefriert und in den festen Zustand übergeht. So begannen sich Gaswolken zu bilden. Diese Gasmassen zogen sich zusammen und erwärmten sich, bis die thermonuklearen Reaktionen begannen, die sie zum Leuchten brachten.

Die Geburt der ersten Generation von Sternen fand vor etwa 650 Millionen Jahren statt. Die in diesen Reaktionen erzeugte Energie tendiert dazu, den Stern zu sprengen, während die enorme Schwerkraft ihn komprimiert. Dies schafft ein Gleichgewicht, das den Stern konstant leuchten lässt und seine Größe beibehält. Wenn jedoch der Wasserstoff erschöpft ist, beginnt ein Stern zu schrumpfen und dem Druck seines Eigengewichts nachzugeben. Er kollabiert unter seiner Anziehungskraft, und die Materie wird in den Kern gezogen. Übrig bleibt ein zentraler, kalter und dichter Kern.

Ein Teil der Sternmasse wird in den Raum geschleudert und bildet eine Staubwolke, einen Nebel, der alle chemischen Elemente enthält, die im Stern gebildet wurden. Die Nebel, die wir durch Teleskope sehen, sind das Ergebnis der Explosion erschöpfter Sterne, die ihre thermonuklearen Reaktionen nicht mehr aufrechterhalten konnten. Diese Nebel bestehen aus Staub und Gasen, die sich infolge der Explosion ausdehnen.

Die Entstehung des Sonnensystems

Die Expansion der Gaswolke verlangsamte sich. Kontraktion und Expansion waren miteinander verkettete Prozesse. Die zufällige Bewegung der Gas- und Staubteilchen organisierte sich zu einer Rotationsbewegung. Die Rotation führte dazu, dass die Wolke an den Polen abflachte und sich in eine Scheibe verwandelte. In dieser Phase betrug der Durchmesser Hunderte Millionen Astronomischer Einheiten, aber ihre Dicke nur wenige Dutzend. Dies ist der Grund, warum das Sonnensystem in all seinen Komponenten auf die Ebene der Ekliptik beschränkt ist.

Durch die Kontraktion konzentrierte sich der größte Teil des Materials des solaren Nebels im Zentrum und bildete eine Masse, die zum Ursprung der Sonne wurde, während der Rest der Materie sich akkumulierte. Felsige Körper kollidierten miteinander. Aus kleinen Staubpartikeln entstanden Meteoriten, diese bildeten Asteroiden, Kleinplaneten und schließlich Planeten. Durch die Kompression der zentralen Masse aus Gas und Staub stieg deren Temperatur stark an. Darin begannen Kernfusionsreaktionen, und die Sonne begann zu leuchten.

Mit der Zündung der Sonne bildete sich eine Kometenwolke, die Oortsche Wolke. Nur die äußersten Planeten von der Sonne behielten ihre Gasatmosphäre. Die näheren Körper verwandelten sich in felsige Himmelskörper.