2. Endogene Dynamik

-          Divergenz

·       Platten bewegen sich voneinander weg

·       Neue Erdkruste entsteht (z.B. am Mittelozeanischen Rücken)

·       Typisch: Vulkanismus, Erdbeben, Bildung von Grabenbrüchen und Rücken

·       Bsp.: Mittelatlantischer Rücken

-          Subduktion

·       Platten bewegen sich aufeinander zu

·       Eine ozeanische Platte taucht unter einer anderen Platte (ozeanisch oder kontinental) ab

·       Bildung von Tiefseegräben, Vulkanbögen, Gebirgen

·       Starke Erdbeben und Vulkanismus

·       Bsp.: Pazifische Platte unter die Südamerikanische Platte (Anden)

-          Konvergente Kollision

·       Platten bewegen sich aufeinander zu

·       Zwei kontinentale Platten stoßen zusammen

·       Keine Subduktion, sondern Krustenverdickung und Gebirgsbildung

·       Kaum Vulkanismus, aber starke Erdbeben

·       Bsp.: Kollision von Indischer und Eurasischer Platte (Himalaya)

a)      Durch die Erdrotation wirkt Fliehkraft, die am Äquator am stärksten ist

·       Diese Fliehkraft führt zu einer „Ausbuchtung“ am Äquator

·       Erde hat daher die Form eines abgeplatteten Rotationsellipsoids (Geoid)

b)      Vom tiefsten Punkt (Marianengraben, ca. -11.000m) bis zum höchsten Punkt (Mount Everest, ca. +8.848m)

·       Maximaler Höhenunterschied: ca. 20km

-          Seismologie: Analyse von Erdbebenwellen zeigt Diskontinuitäten im Erdinneren

-          Vulkanismus und Bohrungen liefern Gesteinsproben aus tieferen Schichten

-          Vergleich mit Meteoriten als Modelle für die Zusammensetzung des Erdkerns

-          P-Wellen (Primärwellen): Longitudinalwellen

·       Bewegen sich in Ausbreitungsrichtung

·       Schnellste Wellen, durchqueren Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase

-          S-Wellen (Sekundärwellen): Transversalwellen

·       schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung

·       langsamer als P-Wellen

·       nur in Feststoffen übertragbar

1.      chemischer Schalenaufbau

·       Erdkruste (Si, O, Al): äußerste, dünne Schale; ozeanische Kruste: basaltisch, relativ dünn und dichter; kontinentale Kruste: granitisch, dicker und weniger dicht

·       Erdmantel: besteht vor allem aus Mg- und Fe-reichen Silikaten; überwiegend fest, kann sich über lange Zeiträume aber plastisch verformen

·       Erdkern: hauptsächlich Eisen und Nickel; äußerer Kern: flüssig; innerer Kern: fest

2.      physikalischer Schalenaufbau

·       Lithosphäre: Kruste + oberster Erdmantel; fest und spröde; in tektonischen Platten gegliedert

·       Asthenosphäre: unterhalb der Lithosphäre; zähplastisch und verformbar; ermöglicht die Bewegung der Lithosphärenplatten

·       Mesosphäre: tieferer Erdmantel; trotz hoher Temperaturen überwiegend fest; wegen hohen Druck weniger leicht verformbar als die Asthenosphäre

·       Äußerer Kern: flüssiges Metall; Bewegungen des flüssigen Eisens erzeugen das Erdmagnetfeld

·       Innerer Kern: trotz sehr hoher Temperatur wegen des enormen Drucks fest

-          Grenzflächen zwischen Erdkruste (Gabbros, Granite) und oberem Erdmantel (Peridotit)

-          Definiert durch plötzlichen Geschwindigkeitsanstieg seismischer Wellen (von 6,7-7,2 km/s in der unteren Erdkruste zu 7,6-8,6 km/s im oberen Erdmantel)

-          Ursache: Materialwechsel —>von weniger dichtem (Kruste) zu dichterem Gestein (Mantel)

-          Untere kontinentaler Kruste: 30 – 50km, unter Gebirgen bis 70 km, unter ozeanischer Kruste: 5 – 10km

-          endogene Dynamik: Prozesse aus dem Erdinneren (z.B. Vulkanismus, Gebirgsbildung, Erdbeben)

-          exogene Dynamik: Prozesse von außen (z.B. Verwitterung, Erosion, Sedimenttransport)

-          Lithosphäre: starre, feste äußere Schale der Erde

·       Umfasst Erdkruste und obersten Teil des oberen Mantels

·       In tektonischen Platten gegliedert

-          Asthenosphäre: unterhalb der Lithosphäre

·       Teilweise aufgeschmolzen, plastisch

·       Ermöglicht Bewegung der Lithosphärenplatten

-          Vertikale Bewegungen der Lithosphäre zur Wiederherstellung des hydrostatischen Gleichgewichts

-          Bsp.: Hebung Skandinaviens nach Abschmelzen von Inlandeis —>veränderts Gewicht auf Erdoberfläche

-          „Isostasie“ = Schwimmgleichgewicht zwischen Lithosphäre und Asthenosphäre

-          Besagt, dass die feste äußere Erdhülle (Lithosphäre) nicht durchgehend ist, sondern in mehrere große und kleine, starre Platten zerbrochen ist, die auf einer fließfähigen Schicht des oberen Erdmantels (Atmosphäre) driften

a)      Die unterschiedlichen Plattengrenzen

·       Divergente Grenzen: Platten bewegen sich auseinander (z.B. Mittelatlantischer Rücken)

·       Konvergente Grenzen: Platten bewegen sich aufeinander zu (z.B. Subduktion an Anden)

·       Transformstörungen: Platten gleiten aneinander vorbei (z.B. San-Andreas-Störung)

b)      Antreibenden Mechanismus

·       Mantelkonvektion (Wärmeströme): im Erdmantel heißes, weniger dichtes Material steigt auf, kühlt unter der Lithosphäre ab und sinkt als kaltes, dichtes Material wieder in die Tiefe

—>zirkulierendes Walzen schleppt die Platten passiv mit

·       Rückendruck (Ridge Push): an Mittelozeanischen Rücken steigt heißes Magma hoch und drückt Lithosphärenplatten durch die Schwerkraft von der Aufwölbung weg

·       Plattenzug (Slab Pull): abtauchende, kalte und schwere ozeanische Platte zieht an einer Subduktionszone das nachfolgende Plattenmaterial durch ihr Eigengewicht aktiv in die Tiefe

c)      Erdbeben und Vulkanismus

·       Erdbeben entstehen durch Spannungsaufbau an Plattengrenzen

·       Vulkanismus v.a. an Subduktionszonen (explosiv) und mittelozeanischen Rücken (effusiv)

·       Bsp.: Japan, Island, Pazifischer Feuerring

-          Bildung: an mittelozeanischen Rücken (divergente Plattengrenzen)

-          Zerstörung: an Subduktionszonen (ozeanische Platte taucht ab)

1.      Tiefseesedimente

·       Pelagisch: biogene und tonige Ablagerungen aus der Wassersäule

·       Langsame Ablagerung: oft 1< cm pro 1000 Jahre

2.      Kissenbasalte (Pillow Lavas)

·       Unterwasser-Lavaerstarrung: rundliche „kissenartige“ Formen

·       Basaltisch: feinkörnig, rasch abgekühlt

3.      Gangsteine (Gangschwarm)

·       Vertikale Magmazuführung: verbindet Magmakammer mit der Oberfläche

·       Dichte Schichtung: viele parallele Basaltgänge

4.      Gabbros

·       Langsam kristallisiertes Magma: grobkörnig, Plagioklas + Pyroxen

·       Teil der unteren ozeanischen Kruste

5.      Peridotit (oberer Mantel)

·       Ultramafisch: hauptsächlich Olivin und Pyroxen

·       Teil des oberen Erdmantels, oft serpentiniert

-          An konvergenten Plattengrenzen im Ozean, dort kollidieren zwei ozeanische Lithosphärenplatten miteinander

1.      Abtauchen: subduzierte Platte sinkt in heißen Erdmantel ab

2.      Entwässerung: durch steigenden Druck und Hitze wird Wasser aus den mitgeführten Sedimenten und Gesteinen der abtauchenden Platte gepresst

3.      Aufschmelzen: abtauchenden Platte schmilzt auf und Magma entsteht

4.      Vulkanismus: leichtere, heiße Magma steigt nach oben und bildet Vulkane

—>Vulkane formen bogenförmige Inselketten (z.B. Aleuten, Japan)

-          Bogenförmig, da Subduktionszonen gekrümmt sind und die Erde auch

-          Ansammlung von Sedimenten an Subduktionszonen

-          Sedimente werden von der subduzierenden Platte abgekratzt

-          Bilden Keil aus gefalteten und übergeschobenen Gesteinen

-          Temperatur steigt mit der Tiefe (geometrischer Gradient: ca. 30°C/km)

-          Oberfläche: ca. 15°C, innerer Kern: über 5.000°C

-          Wärmetransport durch Leitung, Konvektion, Strahlung

-          Wärmequellen im Erdinneren: Restwärme aus der Erdentstehung, Radioaktiver Zerfall, Reibungswärme durch Konvektion und Plattenbewegung

-          Auseinanderbrechen der kontinentalen Lithosphäre

-          Spannungen in der Lithosphäre —>Dehnung der kontinentalen Kruste

-          Bruchbildung —>Graben (Absenkung) + Horste (Hebung)

-          Magmenaufstieg aus dem oberen Mantel

·       Vulkanismus und Intrusionen

-          Fortschreitende Öffnung bei andauernder Dehnung:

·       Übergang zur ozeanischen Kruste

·       Bildung eines neuen Ozeans —>neues Gestein bildet neue ozeanische Platte (Seafloor Spreading)

-          Bsp.: Ostafrikanischer Graben, Eger-Graben (Mitteleuropa)

-          Ozeanische Kruste ist dünner und dichter als die Kontinentale

—>wird daher unter die kontinentale Kruste geschoben

-          Bsp.: Nazca-Platte unter Südamerika àAndenbildung

-          Himalaya: konvergente Kollision (Kontinent-Kontinent)

-          Aleuten: Subduktion (ozeanisch-ozeanisch)

-          Rotes Meer: Divergenz (Rifting)

-          Anden: Subduktion (ozeanisch-kontinental)

-          San-Andreas-Strömung: Transformströmung

-          Island: Divergenz + Hotspot

-          Japan: Subduktion (ozeanisch-kontinental)

-          Mount St. Helens: Subduktion (Kaskadenkette)

-          Alpen: Konvergente Kollision (Europa-Afrika)

-      An Subduktionszonen

-      Grund: kalte ozeanische Platte taucht tief in den Mantel ein

-  Keine anderen Orte, da dort die passenden Bedingungen fehlen

-      Erdbebenherde bis ca. 700 km Tiefe (Wadati-Benioff-Zone)

-          Bezieht sich auf die Bewegungen und Vibrationen der Erdkruste, die durch geologische Prozesse wie Erdbeben oder Vulkanismus verursacht werden

-          Oberrheingraben

-          Schwäbische Alb

-          Vulkaneifel

-          Niederrheinische Bucht