Was ist Subduktion?

Subduktion, lateinisch für "getragen unter", ist ein Begriff, der für eine bestimmte Art von Plattenwechselwirkung verwendet wird. Es passiert, wenn eine lithosphärische Platte auf eine andere trifft - das heißt in konvergierenden Zonen - und die dichtere Platte in den Mantel einsinkt.

Wie Subduktion geschieht

Kontinente bestehen aus Felsen, die zu schwimmfähig sind, um weit über 100 Kilometer tief getragen zu werden. Wenn also ein Kontinent auf einen Kontinent trifft, findet keine Subduktion statt (stattdessen kollidieren und verdicken die Platten). Wahre Subduktion findet nur in der ozeanischen Lithosphäre statt.

Wenn die ozeanische Lithosphäre auf die kontinentale Lithosphäre trifft, bleibt der Kontinent immer an der Spitze, während die ozeanische Platte subduziert. Wenn sich zwei ozeanische Platten treffen, subduziert die ältere Platte. 

Die ozeanische Lithosphäre bildet sich heiß und dünn auf Kämmen im mittleren Ozean und wird dicker, wenn mehr Gestein darunter aushärtet. Wenn es sich vom Grat wegbewegt, kühlt es ab. Steine ​​schrumpfen beim Abkühlen, sodass der Teller dichter wird und tiefer sitzt als jüngere, heißere Teller. Wenn sich also zwei Platten treffen, hat die jüngere, höhere Platte eine Kante und sinkt nicht.

Ozeanische Platten schweben nicht wie Eis auf Wasser auf der Asthenosphäre - sie sind eher wie Blätter auf Wasser, die zum Einsinken bereit sind, sobald eine Kante den Prozess starten kann. Sie sind gravitationsbedingt instabil.

Sobald eine Platte zu subtrahieren beginnt, übernimmt die Schwerkraft. Eine absteigende Platte wird üblicherweise als "Platte" bezeichnet. Wo sehr alter Meeresboden abgezogen wird, fällt die Platte fast gerade ab, und wo jüngere Platten abgezogen werden, fällt die Platte in einem flachen Winkel ab. Die Subduktion in Form von Gravitations- "Plattenzug" wird als die treibende Plattentektonik mit der größten Kraft angesehen.

Ab einer bestimmten Tiefe verwandelt der hohe Druck den Basalt in der Platte in ein dichteres Gestein, Eklogit (dh aus einem Feldspat-Pyroxen-Gemisch wird Granat-Pyroxen). Dies macht die Platte noch eifriger abzusteigen.

Es ist ein Fehler, sich Subduktion als Sumo-Match vorzustellen, ein Kampf der Platten, bei dem die obere Platte die untere nach unten drückt. In vielen Fällen ähnelt es eher einem Jiu-Jitsu: Die untere Platte sinkt aktiv, während die Biegung entlang der Vorderkante nach hinten abläuft (Plattenrollback), sodass die obere Platte tatsächlich über die untere Platte gesaugt wird. Dies erklärt, warum es in der oberen Platte in Subduktionszonen häufig Zonen der Dehnung oder Krustenverlängerung gibt.

Ozeangräben und Akkretionskeile

Wo sich die Subduktionsplatte nach unten biegt, bildet sich ein Tiefseegraben. Der tiefste davon ist der Marianengraben, der sich über 36.000 Fuß unter dem Meeresspiegel befindet. Gräben fangen viel Sediment von nahe gelegenen Landmassen ab, von denen ein Großteil mit der Platte mitgerissen wird. In etwa der Hälfte der Gräben der Welt wird stattdessen ein Teil dieses Sediments abgekratzt. Es bleibt oben als ein Materialkeil, bekannt als Akkretionskeil oder Prisma, wie Schnee vor einem Pflug. Langsam wird der Graben vom Land geschoben, wenn die obere Platte wächst. 

Vulkane, Erdbeben und der pazifische Feuerring

Sobald die Subduktion beginnt, werden die Materialien auf der Platte - Sedimente, Wasser und empfindliche Mineralien - mitgerissen. Das Wasser, dick mit gelösten Mineralien, steigt in die obere Platte. Dort tritt diese chemisch aktive Flüssigkeit in einen Energiekreislauf aus Vulkanismus und tektonischer Aktivität ein. Dieser Prozess bildet einen Lichtbogenvulkanismus und wird manchmal als Subduktionsfabrik bezeichnet. Der Rest der Platte steigt immer weiter ab und verlässt den Bereich der Plattentektonik. 

Subduktion bildet auch einige der stärksten Erdbeben der Erde. Platten werden normalerweise mit einer Geschwindigkeit von einigen Zentimetern pro Jahr abgezogen, aber manchmal kann die Kruste kleben bleiben und eine Belastung verursachen. Dieser speichert potentielle Energie, die sich als Erdbeben freisetzt, wenn der schwächste Punkt entlang der Störung bricht.

Subduktionserdbeben können sehr stark sein, da die Fehler, an denen sie auftreten, eine sehr große Oberfläche haben, um Spannungen anzusammeln. Die Cascadia Subduction Zone vor der nordwestlichen Küste Nordamerikas ist zum Beispiel über 1000 Kilometer lang. Entlang dieser Zone ereignete sich im Jahr 1700 ein Erdbeben der Stärke 9, und Seismologen glauben, dass in der Gegend bald ein weiteres Beben zu sehen sein könnte. 

Subduktionsbedingter Vulkanismus und Erdbebenaktivität treten häufig entlang der Außenkanten des Pazifischen Ozeans in einem Gebiet auf, das als Pazifischer Feuerring bekannt ist. Tatsächlich wurden in diesem Gebiet die acht stärksten Erdbeben aller Zeiten verzeichnet und über 75 Prozent der aktiven und ruhenden Vulkane der Welt sind beheimatet. 

Hrsg. Von Brooks Mitchell