Entwicklung der Litho- und Biosphäre (Geologie)

Teil II

Prof. Dr. Eckart WallbrecherWinter-Semester 2004/05Mo, Di, Mi, Do 9.15 – 10.00 Uhr

Die Pangäa Alfred Wegeners

S : SalzlagerstättenK: KohleW: WüstenE: Eis

Alfred Wegener (1880 – 1930)1924 – 1930 in Graz

Pangäa vor 280 Ma (Unterperm)

Grenze der Glossopteris-Flora

Permische Vereisung

Umgezeichnet nach Windley, 1996

Gebirgszüge Pangäas

Aus Closs et al. (Spektrum), 1984

Entstehung der Theorie derPlattentektonik

Entstehung der Theorie derPlattentektonik

Wie kam es zum Paradigmen-Wechsel von der fixistischen zur mobilistischen Betrachtung?Wie kam es zum Paradigmen-Wechsel von der fixistischen zur mobilistischen Betrachtung?

Konvektions-Theorie

O. Ampferer, (1875 – 1947): Unterströmungstheorie (1906)R. Schwinner (1878 – 1953): thermisch bedingte KonvektionA. Holmes 1890 – 1965): Bewegung der Erdkruste durch

Konvektion (1929)

O. Ampferer, (1875 – 1947): Unterströmungstheorie (1906)R. Schwinner (1878 – 1953): thermisch bedingte KonvektionA. Holmes 1890 – 1965): Bewegung der Erdkruste durch

Konvektion (1929)

O. Ampferer R. Schwinner A. Holmes

Holmes‘ Konvektions-Theorie

Umgezeichnet nach Holmes, 1929

Die Heezen-Karte

Kartierung des OzeanbodensKartierung des Ozeanbodens

Deep Sea Drilling Project (Ocean Drilling Project)

Nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Das Bohrschiff JoidesResolution

Das Bohrschiff JoidesResolution

Sedimente am Ozeanboden

alt jung

Die Vine-Mathews-Hypothese

Auf beiden Seiten des Mittelatlantischen Rückens wurden symme-trische Magnetstreifen-Muster entdeckt.

Auf beiden Seiten des Mittelatlantischen Rückens wurden symme-trische Magnetstreifen-Muster entdeckt.

Nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Seismische Gürtel der Erde

Press & Siever, 1986

Ozeanboden-Spreizung

H. H. Hess (1962): Sea Floor SpreadingNach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Die Spreizungszone des Mittelatlantischen Rückens auf Island

Tiefseerinnen

Der NW-Rand des Pazifischen OzeansDer NW-Rand des Pazifischen OzeansPress & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

New Global TectonicsOliver & Sykes 1968

New Global TectonicsOliver & Sykes 1968

Die Lithosphären-Platten

Eurasische Platte

AfrikanischePlatte

NordamerikanischePlatte

Süd-amerikanische

Platte

PazifischePlatte

Indisch-australischePlatte

Antarktische Platte

Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Die Entstehung eines Ozeans

Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Wo bleibt die ozeanische Lithosphäre?

Wo bleibt die ozeanische Lithosphäre?

Die Benioff-Fläche

Kontinentale Kruste

Ozeanische Kruste

Hypozentrender Erdbeben

Epizentrender ErdbebenBenioff-Fläche

Die Benioff-Fläche am Tonga-Kermadec-Graben

N

Aus McKenzie, 1984 (Spektrum)

Arten der Platten-Grenzen

Ozean – Kontinent – Kollision (aktiver Kontinentalrand)(Nazca-Platte - Südamerika)

Ozean – Ozean – Kollision(Indisch-australische Platte - pazifische Platte)

Divergierende (produktive) Plattengrenzenkonvergierende (consumptive) Plattengrenzen

Ozean – Kontinent – Kollision (aktiver Kontinentalrand)(Nazca-Platte - Südamerika)

Ozean – Ozean – Kollision(Indisch-australische Platte - pazifische Platte)

Divergierende (produktive) Plattengrenzenkonvergierende (consumptive) Plattengrenzen

Entwicklung des Atlantik im Mesozoikum

Umgezeichnet nach Ozeane & Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)

165 MaMittlerer Jura 125 Ma

Unterkreide

Entwicklung des Atlantik im Tertiär

Umgezeichnet nach Ozeane & Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)

80 MaOberkreide

36 MaEozän

Basaltintrusionen bei der Atlantik-Öffnung

Aus Stanley, 1999

Basaltgang in denPalisades imStaate New York

Basaltgang in Trias-Gesteinen(Südflanke des HohenAtlas, Marokko)

Plattengeschwindigkeiten [cm/Jahr]1.8

2.3

2.32.5

3.0

4.1

Mittelatlantischer

Rücken

1.31.7

Atlant isc

h-indischer

Rücken

2.0

2.03.0

Carlsberg-

Rücken 6.2

7.3

7.5 7.2

Südost-indischer Rücken 5.7

7.710.3

16.8

17.2 6.0

6.0

Ost

-pa

zifi

sche

rR

ücke

n

10.5

7.1

3.7

Tong

a-gr

aben

umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Was bedeuten die Störungsmuster an den mittelozeanischen Rücken?

Transform-Störungen

(TransformFaultsTuzo Wilson1965)

Transform-Störungen

Transform-Störungen verbindenversetzte Spreizungsachsen

Transform-Störungen verbindenversetzte Spreizungsachsen

3 verschiedene Typen von Plattengrenzen

divergierendkonvergierend Transform-Störung

Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Geometrie der Plattenbewegungen

Jede geradlinige Bewegung auf der Erdoberfläche ist

eine Rotation um den Erdmittelpunkt

Jede geradlinige Bewegung auf der Erdoberfläche ist

eine Rotation um den Erdmittelpunkt

Rotationsachse

Euler-Pol

Rotationspol (Euler-Pol)RotationskegelRotationsäquatorRotationswinkelWinkelgeschwindigkeitder Rotation (dω/dt)

Umgezeichnet nach Dewey, 1984 (Spektrum)

Der Versatz ist null am Polund maximal am ÄquatorDer Versatz ist null am Polund maximal am Äquator

Produktion und Subduktion

Spreizungsachsenauf Großkreisen

Transform-Störungenauf Kleinkreisen Subduktion

schief

Bestimmung des Rotationspols

Platte B

Platte A

Rotationspol

Spreizungs-achse

AktiveTransform-Störung

InaktiveTransform-Störung

Aus Kleinkreisender Transform-Störungen

Bestimmung des Rotationspols für den NordatlantikAus den Großkreisen der Spreizungsachsen

Nach Press & Siever, 1986

Der Rotationspol liegt im Nördlichen AtlantikKoordinaten:58° Nord36° West

Der Rotationspol liegt im Nördlichen AtlantikKoordinaten:58° Nord36° West

Transpression und Transtension

TranspressionTranstension

Pull-Apart-Becken(Aufreißbecken) Aufschiebungen

Falten

Becken mit SedimentfüllungAbschiebungen

Umgezeichnet nach Frisch & Loeschke, 1986

ZerrungPressung

Transform-Störungen am Westrand Nordamerikas

Die San Andreas-Störungist eine dextrale Transform-Störung

Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Das San Andreas-Störungs-System

Die San Andreas-Störung

Aus Press & Siever (Spektrum Lehrbücher), 1995

Rotes Meer, Sinai, Jordan

Die Jordan-Störung

Aus Burchfiel, 1987 (Spektrum)

Eine sinistraleTransform-Störungzwischen Afrikani-scher und Arabischer Platte

Versatz: 105 km

Kontinentale Transform-Störungen

Jordan-Störung (Jordanien, Israel)Nordanatolische Störung (Türkei)Kabir-Störung (Iran)Hari-Rud-Störung (Afghanistan)Alpine Fault (Neuseeland)

Die Alpine FaultDie Alpine Faultverbindet zweiSubduktionszonen(T-T-Störung

Kritik an der Plattentektonik

Aus Frisch & Loeschke, 1986