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Grundlagen der Plattentektonik: Grabenbrüche & Rifting am Beispiel vom Oberrheingraben und dem Ostafrikanischen Grabenbruch

Hausarbeit 2015 18 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Phys. Geogr., Geomorphologie, Umweltforschung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen der Plattentektonik

3 Grabenbrüche am Beispiel vom Oberrheingraben

4 Rifting am Beispiel des Ostafrikanischen Grabenbruchs

5 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Schematische Skizze zur Plattentektonik

Abbildung 2: Blick vom Rand der Vogesen über den Oberrheingraben hinweg zum Schwarzwald

Abbildung 3: Übersicht über das Kenia Rift

Abbildung 4: Die Übersicht über zeitliche Entwicklung des EARS

1 Einleitung

Der Festkörper Erde stellt nicht ein starres, sondern eher aktives System dar, da sich auch der vermeintlich feste Erdmantel kontinuierlich bewegt, wodurch es zu unterschiedlichen geologischen Prozessen auf der Erdoberfläche kommt. Diese Bewegungen geben wiederum den Antrieb zur Verschiebung der Kontinente und zur Entstehung bzw. zum Verschwinden der Landmassen. Solche langfristigen Veränderungsprozesse formen die Oberfläche der Erde und haben die Menschen seit Jahrtausenden fasziniert. Doch die Erklärung dafür kann nur die moderne Wissenschaft liefern, wobei solche komplexen Prozesse nicht im Rahmen einer wissenschaftlichen Disziplin untersucht werden können. Vielmehr müssen interdisziplinäre Erklärungsansätze entwickelt werden, die sich im Wesentlichen auf die Erkenntnisse folgender Disziplinen wie Geologie, Mineralogie und Geophysik basieren. In der jüngsten Zeit wurden mithilfe neuer Technik (wie Satellitenmessungen und computergestützte Simulationen) viele neue Erkenntnisse gewonnen. (vgl. Frisch/Meschede (2009), S.8)

In diesem Kontext zielt die nachfolgende Arbeit auf die Erläuterung der Grundlagen der Plattentektonik ab, wobei der Schwerpunkt des Interesses auf den Grabenbrüchen und dem Rifting liegt. Demzufolge wurde die vorliegende Arbeit folgendermaßen gegliedert: Zuerst werden ausgewählte theoretische Grundlagen zum Thema „Plattentektonik“ kurz erläutert. Darauf aufbauend können die vorherigen Erkenntnisse am Beispiel vom Oberrheingraben und vom Kenia-Rift näher spezifiziert werden. Abschließend werden die zentralen Erkenntnisse dieser Arbeit kurz zusammengefasst.

2 Grundlagen der Plattentektonik

Als Plattentektonik wird im Allgemeinen ein globales tektonisches Konzept der Erde verstanden. Das Prinzip beruht auf der Annahme einer relativ geringen Anzahl von großen, dicken Platten, die entweder von ozeanischer oder kontinentaler Kruste gebildet worden sind. Diese liegen auf einer viskosen Unterlage des Erdmantels und können mehr oder weniger unabhängig voneinander driften. Die dynamische Aktivität konzentriert sich dabei auf den peripheren Plattenrändern. Die Bewegungen der ozeanischen Platten können auf emporsteigende Lavamassen an den Mittelozeanischen Rücken zurückgeführt werden. Diese verursachen schließlich das Auseinanderweichen der Platten. Auch weitere Faktoren beeinflussen diesen Prozess. Außerdem kommt es zu diversen geologischen Aktivitäten vor allem an den Rändern der Platten, wodurch die Erdkruste erhoben, gesunken, gefaltet, gezogen und gespalten werden kann. (vgl. Lexikon der Geographie (2014), ohne Seitenangabe)

Ferner unterschieden sich die Platten nicht nur anhand ihrer Größe und Form, sondern viel mehr anhand ihrer physikalischen Eigenschaften voneinander. Grundsätzlich kann zwischen leichteren ozeanischen und schwereren kontinentalen Platten unterschieden werden. Demzufolge sind auch die Prozesse bei einem Zusammentreffen der Platten aufeinander unterschiedlich: Die dünnere ozeanische Kruste taucht bei konvergenten Bewegungen unter die kontinentalen Platten ab, wodurch eine Subduktionszone entsteht. Der Rand der kontinentalen Platte wird dabei starken Deformationen unterworfen, die in der Regel zur Bildung von Faltengürteln führen. Da der Rand der abtauchenden Platte im Erdmantel aufgeschmolzen wird, steigt das Material häufig auf und tritt infolge von vulkanischen Aktivitäten auf der Oberfläche aus. In anderen Fällen, wenn beispielsweise zwei kontinentale Platten aufeinanderstoßen, kommt es zu Stauchungen und Krustenverdickungen, wodurch ganze Bergketten entstehen können. Die angesammelte kinetische Energie entlädt sich in Deckenstapel, Erdbeben oder in den Transformstörungen. Doch nicht nur Kollision, sondern auch das Auseinanderdriften von Platten führt zu Bemerkungswerten geologischen Prozessen, wie die Entstehung von Graben und Rifts sowie die Bildung von neuen Ozeanen oder größeren Landmassen.

Seit mehr als drei Jahrzehnten wurde in der Geologie eine schlüssige und umfassende Modellvorstellung entwickelt, die die meisten in der Kruste und im Mantel ablaufenden Prozesse erklärt. Die Ursprünge dieses Modells lassen sich bis auf die Arbeiten von Alfred Wegeners und somit auf seine Theorie der Kontinentaldrift von 1929 zurückführen. Heute wissen wir, dass die Erdbebenherde gerade an den Rändern der Platten auftreten, wobei viele Erdbebenzentren und Vulkane in direkter Nachbarschaft zueinander liegen. Zudem ist es seit Langem bekannt, dass Vulkane ein deutliches Zeichen für Bewegungen in der Erdkruste darstellen. (vgl. Helffrich/Wood (2001), S. 501)

Laut den modernen Vorstellungen der Plattentektonik besteht die rigide Lithosphäre der Erde aus großen und kleineren Platten. Diese bewegen sich relativ zueinander mit Geschwindigkeiten von einigen Zentimetern bis maximal ca. 20 cm. pro Jahr (im Fall des Ostpazifischen Rückens). Den Antrieb für diese Bewegungen geben vor allem die Konvektionsströme im Erdmantel. Unterhalb der Lithosphäre bestehen Konvektionszellen im Erdmantel, wobei unterer und oberer Mantel wohl gemeinsame Konvektionszellen ausbilden. (vgl. Frisch/Meschede (2009), S. 12)

Grundsätzlich können die Lithosphärenplatten folgende Arten von Bewegungen relativ zueinander ausführen. (vgl. Eggers/List/Wagner (1992), S. 82f)

1. Sich voneinander fortbewegen (wie z.B. Mittelindischer Rücken). In diesem Fall wird von konstruktiven Plattengrenzen gesprochen. Dabei dringt heißer asthenosphärischer Erdmantel im festen Zustand nach oben, schmilzt partiell auf und bildet neue Lithosphäre.
2. Sich aufeinander bewegen. Diese Bewegungen werden als destruktive Plattengrenzen bezeichnen. Wenn die Platten unterschiedlich dicht sind, wird die schwerere unter die leichtere subduziert. Dieser Prozess findet beispielsweise südwestlich von Sumatra statt, wo die Lithosphäre des Indischen Ozeans unter die Eurasische Platte abtaucht.
3. Sich gegeneinander parallel bewegen. Als Beispiel dafür gelten Transformstörungen im ozeanischen und Blattverschiebungen im kontinentalen Bereich, die entlang der San Andreas-Störung in Kalifornien entstanden sind.

Konstruktive Plattengrenzen führen in der Regel zur Bildung großer Mengen basaltischer Magmen, wodurch die Ozeanböden unter einer Sedimentschicht von basaltischen Gesteinen gebildet werden. Destruktive Plattengrenzen zeichnen sich im Fall von Ozean-Ozean- und Ozean-Kontinent-Kollisionen durch basaltischen, andesitischen und dazitischen Magmatismus aus. Bei den Kontinent-Kontinent-Kollisionen dominiert der Magmatismus durch Intrusion von Graniten. Ferner können auch in den Kollisionszonen Gesteine deformiert und in metamorphe Gesteine umgewandelt werden. Parallelverschiebungen von Platten führen dagegen üblicherweise nicht zur Bildung großer Mengen an Magma. (vgl. Frisch/Meschede (2009), S. 12f.)

Schematisch lassen sich die oben erwähnten Prozesse wie folgt illustrieren (vgl. Abbildung 1):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Schematische Skizze zur Plattentektonik. (http://de.wikipedia.org/wiki/Plattentektonik#/media/File:Plattengrenzen.png)

Als Grabenbruch (bzw. Rift Valley von englischem Rift: Riss, Spalte) wird in der Geologie eine lang gestreckte tektonische Dehnungszone bezeichnet, an der sich ein relativ schmaler Krustenbereich entlang von tief in die Kruste reichenden Verwerfungen absenkt. Die Verwerfungen in der Kruste können bereits vorhanden gewesen sein oder sich aufgrund der Zugkräfte neu bilden. Somit entstehen Rifts dann, wenn die kontinentale Erdkruste gedehnt wird. Während dieser Prozesse bricht und die Kruste und gibt nach, wodurch verschiedene Verwerfungen entstehen. Auch die gebirgsbildenden und vulkanischen Prozesse entstehen an den Plattenrändern bzw. Plattengrenzen und lassen sich oft auf die Plattentektonik zurückführen. Dabei entstehen Vulkanausbrüche, Erdbeben und Tsunamis als Begleiterscheinungen dieser Prozesse. (vgl. Kawakatsu/Kumar/Takei et al. (2009), S. 499f.)

Zur Erklärung der tektonischen Prozesse hat die moderne Wissenschaft hauptsächlich folgende Theorien ausgearbeitet: (vgl. Stüwe (2007), S. 253ff.)

- Konvektionsströmungen (die am meisten vertretene Theorie). Sie besagt, dass langsame Konvektionsströme für die Plattentektonik ursächlich sind. Diese entstehen durch die Wärmeübertragung zwischen dem heißen Erdkern und dem Erdmantel. Der Erdmantel wird dabei von unten aufgeheizt. Somit steigt das heiße Material nach oben, während die kalte Kruste absinkt. Dadurch entstehen die Kräfte, die die Plattenbewegungen antreiben.
- Eine weitere Theorie versucht, diese Prozesse durch die zwei sich gegenüberliegenden Konvektionszentren zu erklären. Laut dieses Erklärungsansatzes liegt eine dominante Zelle unter Afrika. Dadurch lassen sich die dort vorherrschen Dehnungsbrüche und das Fehlen einer Subduktionszone am Rand der Afrikanischen Platte plausibel erklären. Die zweite Konvektionszelle musste unter der Pazifischen Platte liegen. Somit müssen alle Kontinente wieder zu einem neuen Superkontinent zusammenschließen. Erst dann würde sich die Bewegung umkehren (der sogenannte Wilson-Zyklus). Demzufolge würde der neue Superkontinent wieder auseinanderbrechen, wodurch neue Ozeane gebildet werden.
- Weitere Theorien gehen davon aus, dass die Platten nicht passiv auf dem Mantel liegen. Durch die Ab- bzw. Zunahme der Mächtigkeit und der Dichte einer Lithosphärenplatte kommt es zu Steigrungen bzw. Absenkungen der Platten. Kühlere und schwerere Platten sinken in den Mantel ein und werden von leichteren und heißeren Platten überschoben. Bei einer Kollision wird die in den Mantel sinkende Platte durch ihr eigenes Gewicht tiefer gezogen.

Infolge der plattentektonischen Prozesse entstehen in der Erdkruste verschiedene Formationen, die unter anderem auch zur Grabenbildung und zum Rifting führen können. Diese besonderen Formationen werden im Nachfolgenden näher untersucht.

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Details

Seiten
18
Jahr
2015
ISBN (eBook)
9783668764514
ISBN (Buch)
9783668764521
Dateigröße
1.4 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v435450
Institution / Hochschule
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
Note
2,3
Schlagworte
grundlagen plattentektonik grabenbrüche rifting beispiel oberrheingraben ostafrikanischen grabenbruch
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Titel: Grundlagen der Plattentektonik: Grabenbrüche & Rifting am Beispiel vom Oberrheingraben und dem Ostafrikanischen Grabenbruch