Was ist Plattentektonik?

Vom tiefsten Meeresgraben bis zum höchsten Berg erklärt die Plattentektonik die Merkmale und Bewegungen der Erdoberfläche in Gegenwart und Vergangenheit.

Die von den 1950er bis 1970er Jahren entwickelte Theorie der Plattentektonik ist die moderne Aktualisierung der Kontinentaldrift, eine Idee, die erstmals 1912 vom Wissenschaftler Alfred Wegener vorgeschlagen wurde und besagt, dass die Kontinente der Erde im Laufe der Zeit über den Planeten „getrieben“ waren., Wegener hatte keine Erklärung dafür, wie sich Kontinente auf dem Planeten bewegen könnten, aber Forscher tun es jetzt: Plattentektonik.

Plattentektonik ist die Theorie, dass die äußere Hülle der Erde in große Platten aus festem Gestein, sogenannte „Platten“, unterteilt ist, die über den Erdmantel gleiten, die felsige innere Schicht über dem Erdkern. Die feste äußere Schicht der Erde, zu der die Kruste und der oberste Mantel gehören, wird Lithosphäre genannt. Es ist 100 km (60 Meilen) dick, nach der Encyclopedia Britannica., Unterhalb der Lithosphäre befindet sich die Asthenosphäre—eine viskose Schicht, die durch Wärme tief in der Erde formbar gehalten wird. Es schmiert die Unterseiten der tektonischen Platten der Erde und lässt die Lithosphäre sich bewegen.

Nicholas van der Elst, Seismologe am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in Palisades, New York, betrachtet die Plattentektonik als die „verbindende Theorie der Geologie.“

„Vor der Plattentektonik mussten die Menschen Erklärungen zu den geologischen Merkmalen in ihrer Region finden, die für diese Region einzigartig waren“, sagte Van der Elst., „Die Plattentektonik vereinheitlichte all diese Beschreibungen und sagte, dass Sie in der Lage sein sollten, alle geologischen Merkmale so zu beschreiben, als ob sie von der Relativbewegung dieser tektonischen Platten angetrieben würden.“

Wie Plattentektonik funktioniert

Die treibende Kraft hinter Plattentektonik ist Konvektion im Mantel. Heißes Material in der Nähe des Erdkerns steigt auf und kälteres Mantelgestein sinkt. „Es ist irgendwie wie ein Topf, der auf einem Herd kocht“, sagte Van der Elst.

Inzwischen stellen sich Geologen die Platten über diesem roiling Mantel als Autoscooter vor; Sie kollidieren immer wieder, kleben zusammen und reißen dann auseinander., Geologen beziehen sich auf die Orte, an denen sich Segmente treffen und als Plattengrenzen teilen. Es wird angenommen, dass sie sich wie Nähte auf einem Baseball um die Erde wickeln.

Es gibt drei Möglichkeiten, wie sich Plattengrenzen treffen, und jede löst ein einzigartiges geologisches Merkmal aus:

Konvergente Grenzen treten auf, wenn Platten ineinander kollidieren. Wo sich diese Platten treffen, bröckelt die Erdkruste und schnallt sich in Bergketten. Zum Beispiel kamen Indien und Asien vor etwa 55 Millionen Jahren zusammen, um das Himalaya-Gebirge zu schaffen. Wenn das Mash-up weitergeht, werden diese Berge immer höher., Geologen haben herausgefunden, dass die Schweizer Alpen schneller gehoben werden als durch Erosion abgesenkt—und wachsen somit jedes Jahr, so eine Studie aus dem Jahr 2020 in der Fachzeitschrift Earth-Science Reviews. Wenn jedoch die Masse eines Berges zu groß wird, um der Schwerkraft zu widerstehen, hört er auf zu wachsen. Erosion behindert auch das Wachstum, indem sie Berge abnutzt, aber weil Berge relativ schnell wachsen können, Erosion gewinnt typischerweise nicht aus, nach der Universität von Hawai ‚ i in Manoa.,

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Aber konvergierende Platten kollidieren nicht immer nach oben. Manchmal kollidiert eine Meeresplatte (die aus dichterem Gestein als Landmassen besteht) mit einer Kontinentalplatte, in diesem Fall „subduziert“ sie oder taucht unter die andere Platte. Es steigt dann in den Erdmantel ab, die Schicht unter der Kruste, schmilzt im heißen Magma des Mantels und wird in einem Vulkanausbruch ausgespuckt. Entlang der Subduktionszonen befinden sich viele spektakuläre Vulkane, wie der „Feuerring“, der den Pazifischen Ozean umgibt.,

Wenn zwei ozeanische Platten zusammenlaufen, bildet sich ein tiefer Graben, wie der Marianengraben im Nordpazifik, von dem angenommen wird, dass er der tiefste Punkt der Erde ist. Diese Arten von Kollisionen können auch zu Unterwasservulkanen führen.

Wie der Name schon sagt, sind divergierende Grenzen tektonische Grenzen, bei denen Platten „divergieren“ oder auseinander gezogen werden. Diese Bewegung erzeugt riesige Tröge an Land, wie den East Africa Rift. Im Ozean erzeugt derselbe Prozess mittelozeanische Grate., Heißes Magma aus dem Erdmantel bohrt sich an diesen Graten, bildet eine neue Ozeankruste und schiebt die Platten auseinander. Entlang dieser Naht können sich Unterwasserberge und Vulkane erheben und in einigen Fällen Inseln bilden. Zum Beispiel verläuft der Mittelatlantische Kamm direkt durch Island.

Die letzte Art der Plattengrenze, Transform Grenzen, existieren, wo Platten seitwärts in Bezug zueinander bewegen. Es ist die Rutschbewegung der Plattengrenzen, die viele Erdbeben auslöst. Kaliforniens San Andreas Fault, wo die nordamerikanischen und pazifischen tektonischen Platten schleifen vorbei an einander mit einer meist horizontalen Bewegung, ist ein berühmtes Beispiel für eine Transform Grenze.,

Tektonische Platten bewegen sich laut National Geographic mit einer Geschwindigkeit von ein bis zwei Zoll (drei bis fünf Zentimeter) pro Jahr. Das ist ungefähr so schnell wie deine Fingernägel wachsen!

Wie viele Platten existieren?

Da die Erde kugelförmig ist, werden ihre tektonischen oder lithosphärischen Platten in Dutzende gekrümmter Abschnitte zerbrochen. (Stellen Sie es sich wie eine rissige Eierschale vor.,) Jede Platte ist nach Angaben des US Geological Service (USGS) einige hundert bis tausende Kilometer groß und wird je nach Größe als „Major“, „Minor“ oder „Micro“ eingestuft.“

Laut Weltatlas existieren sieben Hauptplatten, darunter die nordamerikanischen, pazifischen, eurasischen, afrikanischen, indoaustralischen, südamerikanischen und antarktischen tektonischen Platten., Laut einem 2012-Artikel in Nature sind Erdbeben in den letzten Jahrzehnten jedoch ein Beweis dafür, dass die indoaustralische Platte in den letzten 10 Millionen Jahren geknackt hat, wodurch eine separate indische Platte und eine australische Platte entstanden sind, wodurch die Anzahl der Hauptplatten auf acht erhöht wird.

Ob diese neue Teilung als Grenze gilt oder nicht, die pazifische Platte ist immer noch die größte aller tektonischen Platten. Es misst 103,000,000 Quadratkilometer und liegt versteckt unter dem Ozean.,

Die Liste der Nebenplatten der Erde umfasst die arabische Platte, die karibische Platte, die Cocos-Platte, die Nazca-Platte, die philippinische Platte, die Scotia-Platte und vieles mehr. Es gibt auch viele kleinere Platten auf der ganzen Welt.

Die frühe Erde und die frühesten Hinweise auf Plattentektonik

Während die Erde wird geschätzt, 4,54 Milliarden Jahre alt, ozeanische Kruste wird ständig an Subduktionszonen recycelt. Das heißt, der älteste Meeresboden ist erst etwa 200 Millionen Jahre alt. Die ältesten Meeresgesteine finden sich im nordwestlichen Pazifik und im östlichen Mittelmeer., Fragmente der kontinentalen Kruste sind viel älter, mit großen Brocken von mindestens 3,8 Milliarden Jahren in Grönland gefunden.

Mit Hinweisen in Gesteinen und Fossilien können Geowissenschaftler die vergangene Geschichte der Erdkontinente rekonstruieren. Die meisten Wissenschaftler glauben, dass die moderne Plattentektonik vor etwa 3 Milliarden Jahren von der früheren Planetenentwicklung übernommen wurde, basierend auf alten Magmen und Mineralien, die in Gesteinen aus dieser Zeit aufbewahrt wurden. Laut einem 2020-Artikel im Discover-Magazin haben Forscher jedoch Beweise dafür gefunden, dass Plattentektonik bis zu 4 Milliarden Jahre lang aktiv gewesen sein könnte.,

„Wir wissen nicht wirklich, wann die Plattentektonik, wie sie heute aussieht, begonnen hat, aber wir wissen, dass wir kontinentale Kruste haben, die wahrscheinlich von einer heruntergekommenen Platte abgekratzt wurde, die 3.8 Milliarden Jahre alt ist“, sagte Van der Elst., „Wir konnten vermuten, dass die Plattentektonik in Betrieb war, aber sie sah vielleicht ganz anders aus als heute.“

Während die Kontinente um die Erde drängen, kommen sie gelegentlich zusammen, um riesige Superkontinente oder eine einzelne Landmasse zu bilden. Einer der frühesten großen Superkontinenten, Rodinia genannt, versammelte sich vor etwa 1 Milliarde Jahren. Seine Trennung ist mit einer globalen Vereisung namens Schneeball Earth verbunden.

Ein neuerer Superkontinent namens Pangaea entstand vor etwa 300 Millionen Jahren., Afrika, Südamerika, Nordamerika und Europa schmiegen sich eng zusammen und hinterließen ein charakteristisches Muster von Fossilien und Gesteinen, das Geologen entschlüsseln konnten, sobald Pangaea auseinanderbrach. Die von Pangaea hinterlassenen Puzzleteile, von Fossilien bis zu den passenden Küsten entlang des Atlantiks, lieferten die ersten Hinweise darauf, dass sich die Kontinente der Erde bewegen.

Zusätzliche Berichterstattung von Alina Bradford, Live Science Contributor. Dieser Artikel wurde am Feb aktualisiert. 2, 2020 von Live Science Contributor Tiffany Heißt.