Über Plattentektonik

Geologen haben eine Erklärung - eine wissenschaftliche Theorie - für das Verhalten der Erdoberfläche, die Plattentektonik. Tektonik bedeutet großräumige Struktur. "Plattentektonik" besagt also, dass die großräumige Struktur der Erdaußenhülle ein Satz von Platten ist. (siehe die Karte)

Tektonischen Platten

Tektonische Platten passen nicht ganz zu den Kontinenten und Ozeanen auf der Erdoberfläche. Die Nordamerika-Platte erstreckt sich beispielsweise von der Westküste der USA und Kanadas bis in die Mitte des Atlantiks. Und die pazifische Platte enthält einen Teil von Kalifornien sowie den größten Teil des Pazifischen Ozeans (siehe die Liste der Platten). Dies liegt daran, dass die Kontinente und Ozeanbecken Teil der Erdkruste sind. Aber Platten bestehen aus relativ kaltem und hartem Gestein, und das reicht tiefer als die Kruste in den oberen Mantel hinein. Der Teil der Erde, aus dem die Platten bestehen, wird als Lithosphäre bezeichnet. Es ist durchschnittlich etwa 100 Kilometer dick, aber das ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. (siehe Über die Lithosphäre)

Die Lithosphäre ist festes Gestein, steif und steif wie Stahl. Darunter befindet sich eine weichere, heißere Schicht aus festem Gestein, die Asthenosphäre ("es-THEEN-osphere"), die sich bis in eine Tiefe von etwa 220 Kilometern erstreckt. Weil es glühend heiß ist, ist das Gestein der Asthenosphäre schwach ("astheno-" bedeutet im wissenschaftlichen Griechisch schwach). Es kann langsamem Stress nicht widerstehen und biegt sich auf plastische Weise wie ein Stück türkischer Toffee. Tatsächlich schwimmt die Lithosphäre auf der Asthenosphäre, obwohl beide aus festem Gestein bestehen.

Plattenbewegungen

Die Platten wechseln ständig ihre Position und bewegen sich langsam über die Asthenosphäre. "Langsam" bedeutet langsamer als Fingernägel wachsen, nicht mehr als ein paar Zentimeter pro Jahr. Wir können ihre Bewegungen direkt mit GPS und anderen (geodätischen) Fernmessmethoden messen, und geologische Beweise zeigen, dass sie sich in der Vergangenheit auf die gleiche Weise bewegt haben. Über viele Millionen Jahre haben die Kontinente die ganze Welt bereist. (siehe Messplattenbewegung)

Die Platten bewegen sich auf drei Arten relativ zueinander: Sie bewegen sich zusammen (konvergieren), sie bewegen sich auseinander (divergieren) oder sie bewegen sich aneinander vorbei. Daher wird allgemein gesagt, dass Platten drei Arten von Kanten oder Grenzen haben: konvergierend, divergent und transformierend.

• Wenn die Vorderkante einer Platte auf eine andere Platte trifft, dreht sich eine von ihnen in der Konvergenz nach unten. Diese Abwärtsbewegung wird Subduktion genannt. Subtrahierte Platten wandern in und durch die Asthenosphäre und verschwinden allmählich. (siehe Informationen zu konvergenten Zonen)
• Die Platten divergieren in vulkanischen Zonen in den Ozeanbecken, den mittelozeanischen Rücken. Dies sind lange, riesige Risse, in denen Lava von unten aufsteigt und in einer neuen Lithosphäre gefriert. Die beiden Seiten des Risses werden kontinuierlich auseinandergezogen und die Platten gewinnen so neues Material. Die Nordatlantikinsel Island ist das wichtigste Beispiel für eine divergierende Zone über dem Meeresspiegel. (siehe Informationen zu unterschiedlichen Zonen)
• Wo sich Platten aneinander vorbeibewegen, spricht man von einer Transformationsgrenze. Diese sind nicht so häufig wie die beiden anderen Grenzen. Die San Andreas Schuld von Kalifornien ist ein bekanntes Beispiel. (siehe Über Transformationen)
• Die Punkte, an denen sich die Kanten von drei Platten treffen, werden als Triple Junctions bezeichnet. Sie bewegen sich als Reaktion auf die unterschiedlichen Bewegungen der drei Platten über die Erdoberfläche. (siehe Triple Junctions)

Die grundlegende Cartoon-Karte der Platten verwendet nur diese drei Grenztypen. Viele Plattengrenzen sind jedoch keine scharfen Linien, sondern diffuse Zonen. Sie machen etwa 15 Prozent der Weltgesamtmenge aus und erscheinen in realistischeren Karten. Diffuse Grenzen in den Vereinigten Staaten umfassen den größten Teil von Alaska und die Provinz Basin and Range in den westlichen Bundesstaaten. Auch der größte Teil Chinas und der gesamte Iran sind diffuse Grenzzonen.

Was die Plattentektonik erklärt

Die Plattentektonik beantwortet viele grundlegende geologische Fragen:

• An den drei verschiedenen Arten von Begrenzungen erzeugt die Bewegung der Platte verschiedene Arten von Erdbebenfehlern. (siehe Fehlertypen auf den Punkt gebracht)
• Die meisten großen Gebirgszüge sind mit Plattenkonvergenz verbunden, was ein langjähriges Rätsel beantwortet. (siehe Das Bergproblem)
• Fossile Beweise deuten darauf hin, dass einst Kontinente verbunden waren, die heute weit voneinander entfernt sind. Wo wir dies früher durch das Auf- und Absteigen von Landbrücken erklärt haben, wissen wir heute, dass Plattenbewegungen dafür verantwortlich sind.
• Der Meeresboden der Welt ist geologisch gesehen jung, weil die alte ozeanische Kruste durch Subduktion verschwindet. (siehe Über Subduktion)
• Die meisten Vulkane der Welt hängen mit der Subduktion zusammen. (siehe Über Arc Volcanism)

Mit der Plattentektonik können wir auch neue Arten von Fragen stellen und beantworten:

• Wir können Karten der Weltgeographie in der geologischen Vergangenheit - paläogeografische Karten - erstellen und antike Klimazonen modellieren.
• Wir können untersuchen, wie das Massensterben mit den Auswirkungen der Plattentektonik wie dem Vulkanismus zusammenhängt. (Siehe Aussterben: Über das Schicksal der Arten)
• Wir können untersuchen, wie sich Plattenwechselwirkungen auf die geologische Geschichte einer bestimmten Region ausgewirkt haben.

Plattentektonische Fragen

Geowissenschaftler untersuchen mehrere wichtige Fragen zur Plattentektonik selbst:

• Was bewegt die Platten?
• Was erzeugt Vulkane in "Hotspots" wie Hawaii, die sich außerhalb der Subduktionszonen befinden? (siehe Eine Hotspot-Alternative)
• Wie starr sind die Platten und wie genau sind ihre Grenzen?
• Wann und wie begann die Plattentektonik??
• Wie ist die Plattentektonik mit dem Erdmantel verbunden? (siehe Über den Mantel)
• Was passiert mit abgezogenen Platten? (siehe Der Tod der Teller)
• Welche Art von Zyklus durchlaufen Plattenmaterialien??

Die Plattentektonik ist einzigartig auf der Erde. Aber das Lernen darüber in den letzten 40 Jahren hat Wissenschaftlern viele theoretische Werkzeuge gegeben, um andere Planeten zu verstehen, auch solche, die andere Sterne umkreisen. Für den Rest von uns ist die Plattentektonik eine einfache Theorie, die dabei hilft, das Gesicht der Erde zu verstehen.