Plattentektonik: Subduktionszonen, Kontinentaldrift und Geologische Ressourcen

Subduktionszonen: Kollision zwischen Platten

7.1 Subduktion ozeanischer unter ozeanische Lithosphäre

Das Ergebnis ist die Bildung eines ersten Tiefseegrabens von großer Tiefe. Wenn die abtauchende Platte durch den Erdmantel verschluckt wird, entsteht teilweise aufgeschmolzenes Magma. Ein Teil dieses Magmas steigt durch Risse an die Oberfläche und bildet über der subduzierten Platte einen bogenförmigen Inselarchipel mit starker vulkanischer Aktivität.

7.2 Subduktion ozeanischer unter kontinentale Lithosphäre

Hierbei handelt es sich um ein Phänomen, das zur Bildung eines aktiven Kontinentalrand-Orogens mit starker seismischer und vulkanischer Aktivität führt (wie den Anden).

Die Bergketten bzw. Orogene erstrecken sich über Hunderte oder Tausende von Kilometern entlang der konvergierenden Plattenränder. Sie entstehen durch den Prozess der Orogenese, welcher in der Faltung riesiger Sedimentmengen besteht. Diese Sedimente stammen aus der Erosion der nahe gelegenen Kontinente und sammeln sich in den tiefen Gräben des Ozeanbodens an.

Wenn die abtauchende Platte eine bestimmte Tiefe erreicht, kann das Gestein schmelzen. Ein Teil des Magmas entweicht durch Frakturen und bildet einen kontinentalen Vulkanbogen. Die im Tiefseegraben angesammelten Sedimente werden seitlich komprimiert, entlang von Brüchen gefaltet und auf die Lithosphärenplatte geschoben. Das gesamte Gebilde formt ein Randorogen bzw. einen perikontinentalen Gebirgszug mit intensiven vulkanischen und seismischen Aktivitäten wie in den Anden.

7.3 Interkontinentale Kollision

Mit fortschreitendem Subduktionsprozess einer gemischten Platte verbraucht sich die ozeanische Lithosphäre. Der zwischen den Kontinenten liegende Ozean schrumpft bis zum Verschwinden der Wassermasse, woraufhin die beiden Kontinentalmassen kollidieren. Das daraus hervorgehende Gebirge wird als interkontinentales Orogen oder Kollisionsgebirge bezeichnet.

Die angesammelten Sedimente falten und zerbrechen, wodurch ein Akkretionskeil (Akkretionsprisma) entsteht, dessen Größe kontinuierlich anwächst und schließlich zur Gebirgsbildung führt.

Zunächst schmilzt im ersten Abschnitt ein Teil der subduzierten Materialien und wandelt sich in Magma um; sobald es jedoch zur Kollision der Kontinente kommt, erlischt der Vulkanismus in diesem Gebirgstyp, während weiterhin eine bedeutende seismische Aktivität stattfindet.

8. Kontinentaldrift

Die Hypothese der Kontinentaldrift von Alfred Wegener basiert auf der Verschiebung der Kontinente. Er legte hierfür konsistente Beweise vor (paläontologische, paläoklimatische sowie geologisch-geografische Belege). Die Theorie der Plattentektonik lieferte schließlich die wissenschaftliche Bestätigung für Wegeners Thesen.

8.1 Der Wilson-Zyklus

Dieser Zyklus beschreibt die evolutionäre Entwicklung von der Schließung und Öffnung ozeanischer Becken sowie die veränderte Verteilung von Kontinenten und Ozeanen im Laufe der Erdgeschichte:

• Dieselben tektonischen Prozesse führen zur Fragmentierung und Zerstreuung von Superkontinenten in wandernde Kontinentalblöcke sowie zu deren anschließender Wiedervereinigung zu einem neuen Superkontinent in Zyklen von etwa 500 Millionen Jahren.
• So gab es einst den großen Superkontinent Rodinia, dessen resultierende Bruchstücke sich vor ca. 250 Millionen Jahren zu einem anderen Superkontinent namens Pangaea zusammenschlossen, aus welchem die heutige Kontinentalverteilung hervorging.
• Die Plattentektonik erklärt die Bewegung der Platten relativ zueinander und verdeutlicht, wie Kontinente transportiert werden – angetrieben durch Ozeanbodenspreizung sowie das Verschwinden ozeanischer Lithosphäre an Subduktionszonen. Als Nachweise dienen fossile Funde sowie paläontologische, geologische und geografische Belege.

9. Plattentektonik und endogene Ressourcen

Ressourcen, die durch interne dynamische Prozesse der Erde entstehen:

• Minerallagerstätten: Viele der abgebauten Mineralien wie Gold, Silber, Kupfer und Zink befinden sich in Subduktionszonen oder an Hotspots. Die Minerale lösen sich im flüssigen Magma und konzentrieren sich in der Erdkruste. Der Magmatismus an mittelozeanischen Rücken begünstigt ebenfalls die Entstehung mineralischer Erzvorkommen.
• Fossile Brennstoffe:
  • Kohle: Entstanden aus Holz- und Pflanzenresten durch Einbettung in Sedimentbecken unter Luftabschluss (anaerob), hohem Druck und hoher Temperatur nach Überflutungen.
  • Erdöl und Erdgas: Entstanden durch Ansammlung und Sedimentation von Plankton unter extremem Druck und hohen Temperaturen bei Sauerstoffmangel.
• Geothermische Energie: Wird heute insbesondere an vulkanischen Orten genutzt (wie z. B. auf Island zur Energieversorgung der Bevölkerung).

Paläomagnetismus

Der Paläomagnetismus untersucht das remanente Magnetfeld, das in primitiven Gesteinen zum Zeitpunkt ihrer Entstehung fixiert wurde. Vulkanische Gesteine eignen sich besonders gut für paläomagnetische Studien: Wenn Lava rasch erstarrt, richten sich bestimmte ferromagnetische Mineralien entsprechend der Richtung des damaligen Erdmagnetfelds dauerhaft aus (z. B. in Basalten).

Dieser Nachweis stützt die Theorie der Ozeanbodenspreizung: Beiderseits der Achse mittelozeanischer Rücken weisen spiegelsymmetrische Basaltstreifen eine identische Magnetisierung auf, da die Basaltblöcke zur gleichen Zeit entstanden sind und den Ozeanboden kontinuierlich erweitern.