Was ist Plattentektonik?

Wie die Erdkruste in bewegliche Platten gebrochen ist, und warum das alles prägt

Die Grundidee

Die äußere Hülle der Erde ist kein einziges festes Stück. Sie ist in etwa 15 größere und mehrere Dutzend kleinere Fragmente gebrochen, die tektonische Platten genannt werden. Diese Platten, jeweils Dutzende bis Hunderte von Kilometern dick, schwimmen auf dem teilweise geschmolzenen Gestein des darunterliegenden Mantels und bewegen sich ständig, wenn auch unmerklich langsam.

Im Laufe von Millionen von Jahren hat diese Bewegung die Erdoberfläche vollständig umgestaltet: Gebirge aufgebaut, Ozeane geöffnet und geschlossen, Erdbeben und Vulkane ausgelöst sowie Superkontinente wie Pangea zusammengesetzt und zerlegt.

Was treibt die Bewegung an?

Die Platten werden hauptsächlich durch Wärme angetrieben, die aus dem Erdinneren entweicht. Diese Wärme erzeugt Konvektionsströme im Mantel, heißes Gestein steigt langsam auf, breitet sich seitwärts aus, kühlt ab und sinkt wieder, wobei es die Platten mitnimmt.

Ein sekundärer Mechanismus ist der Plattenzug: Wenn eine alte, kalte, dichte ozeanische Platte in einer Subduktionszone in den Mantel sinkt, zieht ihr Gewicht den Rest der Platte hinter sich her.

Arten von Plattengrenzen

Divergente Grenzen

Wo zwei Platten auseinanderweichen, steigt Magma aus dem Mantel auf, um die Lücke zu füllen und neue ozeanische Kruste zu bilden. Der Mittelatlantische Rücken ist ein klassisches Beispiel, Island liegt direkt darauf. Divergente Grenzen kommen auch an Land vor und bilden Grabenbrüche wie den Ostafrikanischen Grabenbruch.

Konvergente Grenzen

Wo zwei Platten kollidieren, taucht eine typischerweise unter die andere (Subduktion). Wenn eine ozeanische Platte auf eine kontinentale Platte trifft, sinkt die dichtere ozeanische Platte und bildet tiefe Meeresgraben und Küstengebirge. Wenn zwei kontinentale Platten kollidieren, sinkt keine leicht, stattdessen falten sie sich nach oben und bilden große Gebirge. So entstanden die Himalayas.

Transformationsgrenzen

Wo zwei Platten horizontal aneinander vorbeigleiten, entsteht eine Transformverwerfung. Die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien ist das bekannteste Beispiel. Diese Grenzen erzeugen häufige Erdbeben, aber wenig vulkanische Aktivität.

Woher wir das wissen

Die Plattentektonik wurde erst in den 1960er Jahren von der Wissenschaft akzeptiert, obwohl Alfred Wegener die grundlegende Idee der Kontinentaldrift bereits 1912 vorschlug. Die wichtigsten Belege kamen von:

• Das spiegelbildliche Muster der Magnetstreifen auf beiden Seiten der mittelozeanischen Rücken, die Umkehrungen des Erdmagnetfeldes aufzeichnen
• Die Tatsache, dass Meeresbodengesteine an mittelozeanischen Rücken am jüngsten sind und zur Subduktionszone hin progressiv älter werden
• Die übereinstimmenden Formen, Gesteinstypen und Fossilien auf Kontinenten, die jetzt durch Tausende von Kilometern Ozean getrennt sind
• Direkte GPS-Messungen, die zeigen, dass sich Platten heute vorhersehbar bewegen

Plattentektonik und das Leben

Die tektonische Aktivität hat die Geschichte des Lebens auf der Erde tiefgreifend geprägt. Die Zusammenführung von Pangea verband Ökosysteme, die sich separat entwickelt hatten, und ermöglichte es Arten, sich über den Superkontinent auszubreiten, und zu konkurrieren. Der Zerfall von Pangea isolierte dann Populationen und trieb die Evolution unterschiedlicher Arten auf jedem Kontinent voran.

Vulkanische Aktivität in Subduktionszonen hat das Klima der Erde ebenfalls wiederholt verändert. Die Sibirischen Fallen, eine riesige Vulkanprovinz, die vor etwa 252 Millionen Jahren entstand, sollen die Permische Massenaussterben ausgelöst haben, bei der bis zu 96% aller Meeresarten ausgerottet wurden.