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Gliederung 1. Die Anden – ein kurzer Überblick1. Die Anden – ein kurzer Überblick

2. Scherspannungen an der Trennfläche2. Scherspannungen an der Trennfläche

zwischen Nazca-Platte und Mantelkeil zwischen Nazca-Platte und Mantelkeil

3. Grabensedimente und 3. Grabensedimente und

SubduktionsdynamikSubduktionsdynamik

4. Zusammenhang des Klimawandels und4. Zusammenhang des Klimawandels und

der tektonischen Entwicklung der Anden der tektonischen Entwicklung der Anden

5. Zusammenfassung und Diskussion5. Zusammenfassung und Diskussion

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1. Die Anden – 1. Die Anden –

ein kurzer ein kurzer

ÜberblickÜberblick

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längste Gebirgskette der Welt

(7500 km)

bis zu 7000 m hoch

Subduktionsorogen

Raum stärkster seismischer und

vulkanischer Aktivität

Tiefseerinne: bis zu 7 km

Aconcagua: 6,9 km

-> 13 km Höhenunterschied

4

2. 2.

Scherspannungen Scherspannungen

an der Trennfläche an der Trennfläche

zwischen Nazca-zwischen Nazca-

Platte und Platte und

MantelkeilMantelkeil5

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buoyancy stress contrast:

- Unterschied Auftriebskraft

pro Fläche

- = 30 – 140 MPa

berechnete

durchschnittliche

Scherspannung: 10 – 50

MPa

zwischen 10°S und 33°S

höchster buoyancy stress

contrast

keine signifikante Änderung der

thermischen Struktur mit der Breite T ~ (q0 + V) mit T = Temperatur bei jeder beliebigen Tiefe

nahezu konstanter Wärmeterm

q0 + V = const.= 160

mW/m2

q0 = Wärmefluss

= berechnete Scherspannung ( = F/A)

V = Subduktionsgeschwindigkeit 7

3. 3.

Grabensedimente Grabensedimente

und und

SubduktionsdynaSubduktionsdyna

mikmik 8

9

Ursache Schwankung der

Scherspannungen:

breitengradabhängige Veränderung

des Reibungs-Koeffizienten der

seismogenen Kopplungszone

Erklärung dafür liefert

Sedimentauffüllung der

Tiefseerinne

Plattenteile zwischen Basalten und

Grundgestein -> minimale

Schmierung -> höhere

Scherspannungen

FunktionFunktion der Sedimente als Schmiermittel der Sedimente als Schmiermittel

a) Subduktionszone ohne Sedimentfüllung

Spitze der überfahrenden

Platte „abgeraspelt“

Unsortierter, wasser-

armer Schutt als

Schmiermittel

Platte wird abgekühlt

großwinklige Abschiebungen sichtbare

Erscheinungen 10

b) Subduktionszone mit Sedimentfüllung

feinkörnige, gut sortierte Sedimente + viel

Wasser

-> gute Schmierung -> glattes Gleiten

Erwärmen der Platte durch

Sedimentauflast

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Peru – Chilegraben stark an Sedimenten

verarmt

-> direkte Konsequenz ariden Klimas

kein Sedimentabtransport aus Anden

Anden Wetterscheide -> stoppen feuchte

Luft aus Osten

weiter nördlich und südlich -> feuchteres

Klima

-> Sedimente erreichen Mächtigkeiten von

2,5 km12

4. Zusammenhang

zwischen

Klimawandel und

tektonischer

Entwicklung der

Anden 13

Globale Haupttrends im Klima und derGlobale Haupttrends im Klima und dertektonischen Entwicklung der Anden tektonischen Entwicklung der Anden

bei 20°Sbei 20°S

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Abkühlung PCCKonvergenz-Geschwindigkeit

Verarmung Tiefseerinnean Sedimenten

behind-arcVerkürzung

T ↓T ↓

T ↓T ↓

Langfristige TrendsLangfristige Trendsim benthischen Oim benthischen O22

Abkühlen Klima und Ozeane

-> Entstehung der Anden

kalter PCC + Auftrieb kalten

Tiefenwasser -> Luftmassen

kühlen sich ab -> kein

Aufstieg Feuchtigkeit

nordwärts Verschiebung des

ACC + weite Ausdehnung Eis

Antarktikas -> Abkühlung

PCC15

im Miozän: Anden stiegen über 3 km

Trockenheit -> Sedimentfluss eingeschränkt

Fehlende Schmiermittel -> Ansteigen

Scherspannungen

ostwärts Wanderung vulkanischen Bogens

während Eozän aufgrund Sedimentmangels

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5. 5. Zusammenfassung Zusammenfassung

und Diskussionund Diskussion

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hohe Gebirge wie Anden -> nicht typisch für

aktive Plattenränder

Gebiet müssen dafür optimale

Klimabedingungen aufweisen

-> Förderung/Unterbindung Sedimentation

Abkühlung des PCC + globale Abkühlung gilt

als Auslöser steigender Küstentrockenheit

-> eingeschränkte Sedimentation

-> Ansteigen der Scherspannungen

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