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Allgemeines
Plattentektonik: älterer Ozeanboden liegt tiefer (dichter, da mehr abgekühlt), drei Arten von Gebirgen (Platten schieben sich aufeinander wie im Himalaya, Graben sackt ab wie im Schwarzwald und
Ostafrika und Subduktionszone wie in den Anden), Schelf ist der Meeresboden von 0 m bis 180 m Tiefe, Ozeankrusten subduzieren steiler, je älter, Umwandlung von Basalt in Eklogit erfolgt ab
35 km Subduktionstiefe
Plattentektonik ist das Ergebnis von: dem inhomogenen Wärmestrom
Plattentektonik ist möglich, solange:
die Asthenosphäre existiert (die man von beiden Seiten durchdringen kann)
maximale Driftraten heute: 17 cm/a
Spreizungsraten maximal: am Rotationsäquator
Eklogitisierung: ab 35 km Tiefe
Magmenbildung: 34 km3/a
breite Schelfe gibt es nicht an Subduktionszonen
korreliert die Wassertiefe mit dem Alter des Ozeanbodens: ja
Kontinentale Divergenzränder
Bildung von Grabensystemen: Antrieb ist eine Mantelaufwölbung im Scheitelbereich einer Mantel-Konvektionszelle
zwei Arten von Scherungen: reine Scherung (Auseinanderziehen wie ein Kaugummi, benötigt viel Temperatur aus dem Mantel, damit die Kruste duktil ist) und einfache Scherung
(Seitwärtsverschiebung, tiefer Bruch in der Kruste)
Spreizungsäste: haben oft einen 120°-Winkel
Rift-Gebiete: zum Beispiel Ostafrika, Jordan-Graben und Oberrhein, typisch sind Vulkane (Kilimandscharo), viele Seen (Totes Meer)
Ozeanische Divergenzränder
Magmenbildung: partielle Aufschmelzung von Mantelgestein, zwei Ursachen (Druckentlastung und Injektion von Wasser)
slab pull/ridge push: Antrieb bei ozeanischen Divergenzrändern einmal durch Gefälle durch mittelozeanischen Rücken (ridge push) und andererseits durch Subduktion am anderen Rand (slab
pull)
Rotes Meer: Spreizungsraten von 1,0 cm/a bis 1,5 cm/a
Auf bau der ozeanischen Kruste: kein explosiver Vulkanismus, da der Wasserdruck zu hoch ist (10 m Wassertiefe entsprechen 1 bar Druck), daher Kissenbasalt mit Abschreckungskruste und darunter
Gabbro (in der Tiefe erstarrtes basaltisches Magma)
Schwarze Raucher: Wasser dringt in Spalten ein, die Erhitzung führt zu überkritischem Wasser (Temperatur größer als 600 °C), was sehr aggressiv ist und viele Mineralien
löst, aufgrund der geringen Dichte steigt das überkritische Wasser wieder auf und Sulfide fallen bei Kontakt mit Meerwasser aus
Passive Kontinentalränder
Sedimentkeile: Ablagerungen an Küsten durch Flüsse, Entstehung von Canyons (submarine Täler, in denen Sedimente unter Wasser weitertransportiert werden), Rutschungen können
große Tsunamis verursachen
Intraplatten-Magmatismus
Entstehung von „Heißen Punkten“ (Plumes): kaltes Subduktionsmaterial sinkt durch die Grenze von oberem und unterem Erdmantel (Diskontinuität in der Tiefe von 670 km) bis an die
Kern-Mantel-Grenze (Tiefe von 3000 km), wird dort erwärmt und steigt wieder auf, durch Druckentlastung kommt es zur Bildung von Magmen, z. B. Hawaii, Island
Zusammenhang zwischen der Hotspot-Aktivität und dem Paläoklima: durch mehr -Entgasung steigen die Temperatur und der Meeresspiegel, es gibt auch einen Zusammenhang mit dem Erdmagnetfeld
Spur von Hotspots: Platten bewegen sich über dem Hotspot hinweg, dieser hinterlässt so eine Spur, z. B. Hawaii und Midway-Inseln, Island
Seamounts: alte Vulkane, die aufgrund eines Hotspots entstanden sind, sich aber wegen der Plattentektonik wegbewegt haben, Berg wird abgetragen (Darwins Prinzip der Entstehung von Atollen), auch an Land
möglich (z. B. Yellowstone-Hotspot)
Konvergenzränder
Ozean-Ozean-Konvergenz: ältere, kältere Kruste sinkt, steiler Abstieg
Ozean-Kontinent-Konvergenz: Konvergenz unter Kontinentsplitter (Japan) oder Konvergenz unter kontinentaler Kruste (Anden), gestufte Subduktionszonen, breitet sich an Diskontinuität aus
Konvergenzzonen-Magmatismus: Ursache ist injiziertes Wasser, das sich in der heißen Asthenosphäre löst, dadurch erhält man höher differenzierte Magmen, von denen es aber nur
10 % an die Oberfläche schaffen, daraus ist hauptsächlich die kontinentale Kruste entstanden, notwendig ist dafür steile Subduktion (Low-Stress-Subduktion), damit das Wasser die
Asthenosphäre erreicht (bei flacher Subduktion (High-Stress-Subduktion) verschwindet das Wasser schon vorher), bei der Austreibung des Wassers wird das Basalt der ozeanischen Kruste in Eklogit umgewandelt
(Eklogitisierung)
Kontinent in Konvergenzzonen: der konvergente Plattenrand wird bei der Bildung von Magmen duktiler, dadurch kann der Kontinent zusammengepresst werden und hohe Gebirge können entstehen
(z. B. Anden), dazwischen Hochplateaus
Anwachskeile: in Tiefseerinnen wird dort viel Sediment eingetragen, wo ein Gebirge und feuchtes Klima ist, dadurch entstehen Anwachskeile oder auch Akkretionskeile (akkretionäre Subduktionszonen im
Gegensatz zu erosiven Subduktionszonen)
Seamounts: werden in Subduktionszonen zerlegt und erzeugen Buchten in der Küste
Ursache der Magmenbildung an konvergenten Plattenrändern:
Injektion von Wasser
Magmen von Konvergenzrändern sind: wasserhaltig
Konvergenzzonen-Magmatismus ist die Folge von: steiler Subduktion
Ursachen der Kontinente: nur Konvergenzzonen-Magmatismus
Akkretionskeile entstehen: im humiden Klima
Seitenverschiebungsränder
Seitenverschiebungsränder: z. B. San-Andreas-Verwerfung, mittelozeanische Rücken und Totes Meer, entstehen wegen Kugelkalotten, tiefe Löcher können entstehen bei
nicht-geraden Plattengrenzen (z. B. Totes Meer, Himalaya)
Terrancollage
Terrancollage: z. B. Alaska, Akkretion von verschiedenen Kontinentalsplittern durch Seitenverschiebung
Kollisionszonen
Entstehung von Kontinentaldrifts: Back-Arc-Spreizung, Antrieb ist ein Winkelstrom
Wilson-Zyklus: Periode von 100 Ma bis 200 Ma, Spreizung eines Kontinents, Entstehung eines Ozeans, irgendwann konvergieren die Platten wieder und der Ozean verschwindet (z. B. vor dem
Atlantik gab es einen Vorläufer-Atlantik), Suturzone ist die Nahtstelle, wo früher der Ozean war, Ophiolithe sind Späne von ozeanischer Kruste in Gebirgen
Kollision: bei der Kollision kommt es zu Krustenstapelung, z. B. im Himalaya (Stapelung von Krustenspänen, i. A. keine Faltung), das Tibet-Plateau hat zu einer Temperaturminderung seit
20 Ma geführt (Gebirge in Äquatornähe sind -Verbraucher)
Lithosphärenkeile: Entstehung durch Subduktion, die erhöhte Krustendicke von 70 km wird innerhalb von 150 Ma wieder auf die Durchschnittsdicke von 40 km abgetragen
in Gebirgen wird die Lage des verschwundenen Ozeans markiert durch:
Ophiolithe
Krustendicke unter Gebirgen: 70 km
typische Krustenstruktur in Gebirgen: Lithosphärenkeil
Magmatische Tiefengesteine
Auf bau der ozeanischen Kruste: ganz unten ist der lithosphärische Mantel, darüber Gabbro-Stockwerk (in der Tiefe erstarrtes, basaltisches Magma), darüber Gang-in-Gang-Stockwerk,
darüber Kissenbasalt-Stockwerk und ganz oben Sedimente
Rhyolith, Granit: Tiefengesteine (auch Plutonite), im Gegensatz zu Basalt und Gabbro höher chemisch und magamatisch differenziert, Entstehung von Granit in Konvergenzzonen oder in Kollisionszonen (bei der
Stapelung von wasserhaltigen Krusten kommt es zur Entwässerung und zur Bildung von Kollisionszonen-Granit, z. B. im Schwarzwald)
Ganggesteine: auch Pegmatite, Seltene Erden wie Lithium etc. reichern sich in Gängen an, die durch Spreizung aufgrund von aufsteigender Magma entstehen
hydrothermale Gänge: wandparallel zonierte Kristallisation in offenen Klüften aus überhitztem (unter 407 °C) oder überkritischem (unter 650 °C)
Wasser, meistens Quarzgänge, Erzlagerstätten enthalten Metalle wie Eisen und Kupfer
häufigstes magmatisches Tiefengestein der kontinentalen Kruste: Granit
häufigstes magmatisches Tiefengestein der ozeanischen Kruste: Gabbro
typisches Intrusionsniveau von Graniten: 10 km bis 15 km
granitische Tiefengesteine enthalten: keine Erzlagerstatten
wo konzentriert sich die Vererzung:
im Dach des Plutons (pegmatische und hydrothermale Gänge)