Thermische Plumes, Gesteinsverformung und Vulkanismus: Eine Übersicht

Thermische Plumes und Hotspots

Thermische Plumes sind Säulen von heißem Gestein, die aus der Basis des Erdmantels aufsteigen und an der Oberfläche zu Vulkanismus und sogenannten Hotspots führen. Es gibt drei Arten von Reliefs, die mit Hotspots assoziiert sind: Rücken, kontinentale Hochplateaus und vulkanische Inselgruppen.

Entstehung von Hochplateaus und Rücken

Die kontinentale Lithosphäre ist dick, fest und dicht. Wenn eine thermische Plume darunter liegt, dehnen sich die Gesteine an ihrer Basis aus und werden weniger dicht, wodurch sich der Kontinent zu wölben und aufzubrechen beginnt. Dies ist der Ursprung von Hochplateaus und Rücken, die durch den Druck einer thermischen Plume unter der Lithosphäre aufgeworfen werden. Ein Meer kann sich bilden, die Fragmente des Kontinents trennen und einen Ozean zwischen ihnen bilden.

Vulkanische Inselgruppen

Die Lithosphäre unter ozeanischen Platten ist dünner als unter Kontinenten. Wenn eine thermische Plume unter ihr liegt, wölbt sie sich, und es kommt zu Vulkanismus, der eine vulkanische Inselgruppe entstehen lässt. Der Hotspot-Vulkanismus fördert große Mengen Basalt zu Tage, und es bilden sich Vulkane, da die Platten nicht statisch bleiben. Diese erloschenen Vulkane entfernen sich von der thermischen Plume.

Abkühlung und Konvektion

Wenn aufsteigende Plumes die Basis der Lithosphäre erreichen, verteilt sich die Strömung radial. Die thermische Plume kühlt ab, und durch die Wärmeleitung der Lithosphäre kommt es zu Magmatismus und Vulkanismus. Durch die Ausdehnung der Materialien gelangen die Gesteine an Stellen mit weniger Druck und kühlen ab. Wenn das Material zurück in den Erdmantel sinkt, entstehen Abwärtsströmungen.

Die Verformung von Gesteinen

Es gibt drei Arten von Verformungen:

• Elastisch: Reversible Verformung. Die Gesteine nehmen ihre ursprüngliche Form wieder an. Sie wird durch seismische Wellen verursacht.
• Plastisch: Faltung der Gesteine durch Druckspannung. Irreversible Verformung.
• Spröde: Gesteinsbruch.

Plastische Verformung: Falten

Falten sind Verbiegungen der Gesteine durch plastische Verformung. Wir können vier Elemente erkennen, um sie zu klassifizieren:

• Scharnier: Der Teil, in dem die Schichten eine größere Krümmung aufweisen.
• Flanken: Die Bereiche auf beiden Seiten des Scharniers.
• Kern: Der zentrale Bereich der Falte.
• Axialebene: Eine gedachte Ebene, die durch das Scharnier verläuft.

Falten lassen sich in zwei Grundtypen einteilen:

• Antiklinalen: Die jüngsten Schichten sind um die ältesten gewickelt. Ihr Kern besteht aus älteren Schichten.
• Synklinalen: Die älteren Schichten umgeben die jüngeren. Ihr Kern besteht aus jüngeren Schichten.

Je nach axialer Position der Ebene und der Flanken können die Falten in aufrechte, geneigte, überkippte usw. klassifiziert werden.

Spröde Verformung: Gelenke und Störungen

Die Gelenke sind spröde Verformungen des Gesteins, bei denen das Gestein bricht, die Fragmente aber in ihrer Position bleiben. Dies kann verursacht werden durch:

• Schwindrisse: Risse in Lehm und Schlamm beim Trocknen.
• Gelifraktion: Einwirkung von Eis.
• Säulenartige Absonderung: Beim Abkühlen von Lava.
• Lajamiento-Dekomprimierung: Die Gesteine im Inneren der Kruste dehnen sich aus und brechen aufgrund des fehlenden Drucks.

Störungen sind Brüche in den Gesteinen, bei denen es zu einer Verschiebung des Blocks oder der Lippen kommt. Die Bruchfläche wird als Störungsebene bezeichnet. Es gibt drei Arten von Störungen:

• Direkte oder normale Störung: Entsteht durch Dehnung. Die absteigende Lippe wird auf der Bruchfläche abgestützt und gleitet auf ihr ab.
• Reverse-Störung: Entsteht durch Druck. Die Lippe sinkt unter die Störungsebene.
• De-Plane- oder Scherungsstörung: Die Störung ist eine Scherung. Es gibt keine vertikale Bewegung, sondern nur eine horizontale. Die Störungsebene ist in der Regel fast vertikal.

Eine Deckscholle ist eine Reverse-Störung, die fast horizontal verläuft, wobei die aufgeworfene Lippe (allochthone) über lange Strecken bewegt wird. Sie entstehen meist in Kollisionsorogenen.