Plattentektonik


Karte der wichtigsten Platten der Erde.
Die sieben größten Platten sind in der Abbildung beschriftet. Die kleineren sind: 1 Nazcaplatte, 2 Karibische Platte, 3 Cocos Platte, 4 Juan de Fuca Platte, 5 Arabische Platte, 6 Indische Platte, 7 Philippinische Platte, 8 Scotia Platte

Plattentektonik ist eine geologische Theorie, die die Bewegungen und Kräfte in der Erdkruste erklärt. Sie wurde Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt, aber die Grundideen wurden zuerst vom deutschen Geographen Alfred Wegener während der 1920er Jahre formuliert. Er veröffentlichte 1915 die erste Version seiner Theorie und nannte sie Theorie der Kontinentalverschiebung. Seine Ideen basierten auf der Form der Kontinente, Ähnlichkeiten in Fossilien und der Verteilung von Arten auf verschiedenen Kontinenten und vieles mehr. Der Theorie fehlten jedoch zwei grundlegende Teile: eine Erklärung für den Motor der Bewegung, und ein einziger beeindruckender Indizienbeweis. Der Haufen kleiner Theoriefragmente die er hatte war nicht ausreichend um die Koryphäen der Geologie zu überzeugen. Außerdem war er Geograph.

Aber in späteren Jahrzehnten wurden vor allem von amerikanischen Geologen immer mehr Fakten entdeckt, die die Theorie stützen. Der vermutlich wichtigste Baustein der Therorie ist das sogenannte sea floor spreading, magnetische Anomalien im Atlantik die durch die fortwährende Neubildung von Meeresboden durch Vulkanismus erklärt wurden. Auch der fehlende Antrieb wurde gefunden: Konvektionsströmungen im oberen Mantel, die sehr gut durch den Wärmefluß aus dem Kern belegt werden können. Und so wurde in den 1950er Jahren eine neue Theorie entwickelt, die all diesen neuen Entdeckungen gerecht wurde. Dies ist die Theorie der Plattentektonik, wie wir sie heute kennen. Obwohl sie im Detail an die vielen neuen Entdeckungen angepasst wurde, wurde die Grundidee der Kontinentalverschiebung - die Bewegung ganzer Kontinente - durch jeden neuen Fund unterstützt.

Die Plattentektonik ist die "Welttheorie" der Geologie, denn sie erklärt die meisten und vor allem die wichtigen geologischen Prozesse. Einige sagen, sie hat dieselbe Bedeutung für die Geologie wie die Darwins Evolutionstheorie für die Biologie. In der Wissenschaft jedoch, insbesondere wenn es sich um eine beschreibende Wissenschaft handelt, die versucht die Natur zu erforschen, ist es eine gute Idee, vorsichtig zu sein und den Unterschied zwischen Fakten und Theorien zu beachten. Dennoch ist die Plattentektonik die wichtigste Theorie in der Geologie und - nach einem Jahrhundert wissenschaftlicher Forschung auf diesem Gebiet - eine sehr gefestigte.

Die Grundidee der Plattentektonik ist, dass die Erdoberfläche in sieben große und viele kleine bewegliche Platten aufgeteilt ist, daher der Name. Diese Platten bewegen sich relativ zueinander im Durchschnitt um einige Zentimeter pro Jahr. Drei Arten von Bewegungen werden an den Grenzen zwischen den Platten erkannt: konvergent, divergent und tranversal. Dies ist ein ziemlich einfaches Modell, bedenkt man, dass die Erde eine Kugel mit mehr oder weniger konstantem Durchmesser ist. Wenn sich also zwei Platten in unterschiedliche Richtungen bewegen, stoßen sie entweder zusammen oder bewegen sich von einander weg. Ein Sonderfall ist, wenn beide sich parallel zu ihrer gemeinsamen Grenze bewegen, aber mit unterschiedliche Geschwindigkeit.

Es gibt nur zwei Arten von Platten, kontinentale Platten, die höher sind als der Meeresspiegel und ozeanische Platten, die unter dem Meeresspiegel liegen. Der Grund dafür ist einfach: sie bestehen aus verschiedenen Materialien. Kontinentale Platten sind dick und bestehen aus Sedimenten und vulkanischem Gestein, ozeanische Kruste ist dünner und besteht nur aus einer bestimmten Art von basaltischem Vulkangestein. Man kann Holz und Styropor in Wasser werfen und man wird sehen: Styropor ist leichter und schwimmt deshalb höher. Dasselbe gilt für die Platten, sie schwimmen auf dem (mehr oder weniger) flüssigen oberen Mantel. Die ozeanische Kruste ist dünner und schwerer, so dass sie tiefer liegt, die kontinentale Kruste ist wegen der Sedimentgesteine leichter, und deshalb liegt sie höher.


  1. Konvergente Plattengrenzen:
    Die Platten bewegen sich aufeinander zu und kollidieren. Da wir zwei Arten von Platten haben, ozeanische und kontinentale, gibt es drei theoretisch mögliche Kombinationen:
    1. Ozeanische Platte kollidiert mit einer kontinentalen Platte: die ozeanische Platte kippt nach unten und rutscht unter die Kontinentalplatte die einen tiefen Ozeangraben bilden. Dies wird Subduktion genannt. Beispiel: entlang der gesamten Westküste Südamerikas, an der die Grenze zwischen der ozeanischen Nasca-Platte und dem kontinentalen Süden Amerikanische Platte.
    2. Kontinentalplatten kollidieren: Die Kollision drückt die Gesteine von zwei Seiten horizontal zusammen, der einzige Weg zum Ausweichen ist nach oben oder unten. Es bilden sich Faltungen im Gestein und Dechen werden über andere hinweg geschoben. Dadurch entstehen große Gebirgssysteme, die mehrere Kilometer nach oben, aber auch ziemlich tief nach unten gehen. Die Platte wird typischerweise doppelt so dick wie normal. Viele Gebirgsketten auf der Erde wurden dadurch gebildet. Beispiele: der Himalaya und die Alpen.
    3. Ozeanische Platte kollidiert mit einer ozeanischen Platte: hier wird eine der Platten unter die andere subduziert, ähnlich wie bei der Ozean-Kontinent Kollision. Aber auf beiden Platten liegt leichteres, teilweise unverfestigtes Sediment, das zusammengeschoben wird und sich wie Schnee auf einer Schneeschippe auf der oberen Platte sammelt. Diese Sedimente zusammen mit dem durch die Subduktion verursachten Vulkanismus bildet eine Inselkette. Beispiel: einige Inselketten der Philippinen befinden sich auf einer derartigen Plattengrenze.
  2. Divergente Plattengrenzen:
    Die Platten entfernen sich voneinander, die Lücke wird von unten mit aufsteigendem vulkanischem Material gefüllt. Sie beginnt oft innerhalb einer Kontinentalplatte, zum Beispiel im Great Rift Valley in Afrika, das Totes Meer oder der Rheingraben (Rhein-Rhone-Leine Riftsystem) in Deutschland. Das Material der Konvergenzzone bewegt sich nach unten und bildet so einen ExplainGraben. Der Grund ist einfache Geometrie: bewegen sich zwei Seitenb voneinader weg kommt es zu Störungen, an denen das Material dazwischen wie ein Keil in einer sich öffnenden Kluft nach unten fällt. Später wird der Graben immer tiefer und breiter und Meerwasser tritt ein. Dieses Stadium kann man am Roten Meer sehen, das so ein "junger" Ozean ist. An der Grenze bildet vulkanische Lava von unten ozeanische Kruste, ein Prozess bekannt als sea floor spreading. Und da die ozeanische Platte immer unter dem Meeresspiegel liegt, sind diese Ränder ab einem gewissen Zeitpunt immer unter dem Meer. Ein typisches Beispiel für diese Phase ist der Atlantik mit dem Mittelatlantischen Rücken.
  3. Konservative Plattengrenzen:
    Die Platten bewegen sich horizontal aneinander vorbei. Es gibt weder Produktion noch Verbrauch von Plattenmaterial, aber zahlreiche Erdbeben und wahrscheinlich etwas Vulkanismus. Die Störungszone wird auch Blattverschiebung genannt. Ein typisches Beispiel ist die San-Andreas-Verwerfung Zone, in der die Pazifische Platte sich langsam nordwestlich entlang der nordamerikanischen Platte bewegt.

Nach all diesen Details der Plattentektonik ist die Ursache, oder besser gesagt der Motor der Bewegung, besonders interessant. Der obere Erdmantel wird aus geschmolzenem Gestein gebildet, das Magma genannt wird und das ist nicht wirklich flüssig, eher sehr zäh und plastisch, aber es fließt extrem langsam. Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen Innen (Kern) und Außen (Kruste) bilden sich Konvektionsströmungen. Heißes Material dehnt sich aus und wird dadurch leichter und steigt somit auf, hier kühlt es ab, schrumpft, wird schwerer und geht wieder nach unten. Natürlich kann das Material nicht an der gleichen Stelle nach oben und unten strömen, also strömt es zur Seite weg und dann nach unten. Beim horizontalen Fließen unter der Kruste erzeugen diese Ströme eine Kraft und schleppen dadurch die Platte mit. Dies ist die Kraft, die hinter allen tektonischen Vorgängen in der Kruste steht.


Literatur