Theorie der Plattentektonik

Weltkarte mit Plattengrenzen

Deutschland in der Urzeit

Theorie der Plattentektonik

Es ist noch nicht allzu lange her, dass Geologen die Entstehung von Gebirgen damit erklärten, dass die ursprünglich heiße Erde sich abkühlte und dadurch schrumpfte. Diese Schrumpfung der Erde führte – ähnlich wie beim Schrumpfen eines Apfels – zu Runzeln an der Oberfläche: eben zu den Gebirgen. Erst mit der Theorie der Plattentektonik, die in den 1960er Jahren Anerkennung in der Wissenschaftswelt fand, bekam die Geologie eine solide Grundlage, mit deren Hilfe viele scheinbar unvereinbare Beobachtungen erklärt werden konnten.


Wandernde Kontinente

Alfred Lothar Wegener, einem 1880 in Berlin geborenen deutschen Meteorologen, Geologen und Polarforscher, war die Ähnlichkeit der Küstenkonturen von Afrika und Südamerika aufgefallen. Es schien ihm, als würden die beiden Kontinente wie Teile eines Puzzles ineinanderpassen. Aber waren sie wirklich einmal eins gewesen?

Wegener begann die Verwandtschaft zwischen Fossilfunden aus Fauna und Flora auf beiden Seiten des Atlantiks genauer zu studieren. Außerdem führte er geologische Studien durch, bei denen er erstaunlich enge geologische Zusammenhänge entdeckte.

Er sammelte fieberhaft eine Vielzahl von Belegen und entwickelte schließlich daraus seine Theorie der Kontinentalverschiebung. Nach seinen Vorstellungen waren Afrika und Südamerika tatsächlich einmal eins. Doch die Kontinente würden über den Globus driften und somit beständig ihre Position verändern.

Die Fachwelt konnte er allerdings nicht überzeugen. Der Grund für die Ablehnung war dabei so banal wie grundlegend: Den entscheidenden Punkt, nämlich welche Kräfte für eine Bewegung der Kontinente sorgen sollten, blieb Wegener schuldig. Er starb 1930, kurz nach seinem 50. Geburtstag, während seiner dritten Grönlandexpedition.

Der Geophysiker Alfred Wegener im Porträt.

Alfred Wegener entwickelte die Theorie der Kontinentalverschiebung

Seltsame Muster am Meeresgrund

In den 1950er und 1960er Jahren begann die US-Marine mit der grundlegenden Erforschung der Weltmeere. Dabei wurde auch per Echolot die Topologie des Meeresbodens vermessen. Es zeigte sich, dass der Meeresgrund keineswegs so eintönig war wie angenommen. Die Messungen offenbarten riesige "Gebirgszüge", lange Steilhänge, große Vulkane und tiefe Gräben. Wie ließen sich solche Strukturen erklären?

Untersuchungen des Magnetfeldes, wie sie bei der Suche nach Erzlagerstätten durchgeführt werden, brachten schließlich den Durchbruch. Die Messungen führten zu erstaunlich regelmäßigen Mustern, die sich rechts und links der mittelozeanischen Rücken zu spiegeln schienen. Dabei wechselten sich Streifen, die in Richtung des Erdmagnetfeldes magnetisiert wurden, mit Streifen, die exakt entgegengesetzt magnetisiert wurden, ab.

Den Forschern wurde klar, dass sich das Erdmagnetfeld wohl regelmäßig innerhalb der Erdgeschichte umgepolt haben musste. Außerdem erkannten sie, dass der Meeresboden sich ausgehend von den mittelozeanischen Rücken ausbreitete. Je weiter man sich von den Rücken entfernte, umso älter wurde der Meeresboden.

Die Kontinente sind fest mit den Gesteinen des Meeresbodens verbunden. Wenn sich letzterer aber ausbreitet, muss es auch eine Bewegung der Kontinente geben. Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung wurde plötzlich wieder aus den Schubladen geholt und nun mit ganz neuen Augen gesehen.

Die Theorie

Nach dieser heute allgemein anerkannten Theorie besteht die äußere Erdkruste aus sieben großen und einer Anzahl deutlich kleinerer Platten, die rund 100 Kilometer in die Tiefe reichen. Die Platten treiben allerdings nicht auf dem glutflüssigen Erdinneren, wie oft angenommen.

Das Gestein unter den Platten ist prinzipiell fest, allerdings findet durch den hohen Druck und die hohen Temperaturen eine Art plastisches Fließen statt, vergleichbar mit dem Fließen eines Gletschers, der letztendlich auch nicht aus flüssigem, sondern aus festem, gefrorenem Eis besteht.

Als treibende Kraft für die Fließbewegungen im Erdinneren gelten Konvektionsströme, die durch die hohen Temperaturen im Erdinneren erzeugt werden (der Erdkern ist weit über 6000 Grad Celsius heiß). Dabei steigt das heiße Material zur Erdoberfläche auf, während im Gegenzug kühleres Material ins Erdinnere absinkt.

Inzwischen lassen sich durch die moderne Satellitentechnik die Bewegungen der einzelnen Platten recht genau ermitteln. Dabei haben die modernen Messungen die Werte, die die Wissenschaftler bereits am Meeresboden entdeckten, bestätigt.

Die "Kontinente" wandern mit der Geschwindigkeit wachsender Fingernägel über den Globus. Eine Weltkarte bleibt damit geologisch betrachtet immer nur ein "Schnappschuss", der erst mit Datumsangabe wirklich schlüssig wird.

Graphik: Die Platten der Erdkruste.

Die Kontinente wandern sehr langsam

Was geschieht an den Plattenrändern?

Im Zentrum der Mittelozeanischen Rücken steigt beständig neue Lava nach oben und erstarrt hier zu neuem Meeresboden. Dank der modernen Altersbestimmung weiß man heute, dass der Meeresboden weltweit kaum älter als rund 200 Millionen Jahre ist.

In Anbetracht des Alters von weit über drei Milliarden Jahren, welches man bei Gesteinen auf dem Festland bereits gemessen hat, ist der Meeresboden also noch im Kleinkindalter. Doch auch an Land kann es zur Bildung neuen Plattenmaterials kommen. Der Ostafrikanische Graben ist ein Beispiel, aber auch der Oberrheingraben gehört hier mit dazu.

Doch wenn die Platten am Meeresboden beständig wachsen, müssen sie an anderer Stelle auch wieder verschwinden. Dies geschieht dort, wo zwei Platten kollidieren. Solche Kollisionen sind häufig mit der Bildung von Gebirgsgürteln verbunden. Wie etwa unsere Alpen, die letztendlich eine Art "Knautschzone" sind, hervorgerufen durch die Kollision von Afrika mit Eurasien.

Doch es entstehen nicht nur neue Gebirge: Wo immer kollidierende Platten sich übereinanderschieben, wird eine der Platten in die Tiefe geschoben. Hier beginnt das Gestein dann bei entsprechenden Temperaturen wieder aufzuschmelzen, wobei der Wassergehalt im Gestein eine wichtige Rolle spielt. So sind auch die Bereiche, in denen sich Platten übereinanderschieben, durch erhöhte vulkanische, aber auch durch seismische Aktivität gekennzeichnet.

Platten streben nicht nur auseinander oder aufeinander zu, an manchen Stellen gleiten sie einfach "nur" aneinander vorbei. Bekanntes Beispiel ist die San-Andreas-Verwerfung an der Westküste von Mexiko und der USA. Hier driften die Pazifische Platte und die Nordamerikanische Platte aneinander vorbei.

Die Bewegungen und Reibung der Platten führen zu immensen Spannungen an den Plattengrenzen, die sich immer wieder schlagartig in Verschiebungssprüngen entladen. Die plötzliche Bewegung solch riesiger Gesteinsmassen führt zu den schweren Erdbeben, etwa beim Beben vom 18. April 1906, welches in San Francisco zu verheerenden Zerstörungen führte.

Luftaufnahme auf die deutlich erkennbaren Risse und Spalten der San-Andreas-Verwerfung.

An der San-Andreas-Verwerfung gleiten Platten aneinander vorbei

Autor: Dieter Engelmann

Stand: 13.09.2017, 11:24

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