Geologie der LithosphäreTeil III

Vorlesung 4.11. – 20.11. 2003Mo, Di, Mi, Do 9.15 – 10.00

Prof Dr. E. Wallbrecher

Der Wilson-Zyklus

Ein Wilson-Zyklus beschreibt die Entstehung, die Entwicklung und das Verschwinden eines Ozeans.Ein Wilson-Zyklus beschreibt die Entstehung, die Entwicklung und das Verschwinden eines Ozeans.

Die einzelnen Stadien sind:Zerbrechen kontinentaler Kruste,Entstehung einer ozeanischen Spreizungszone,maximale Ausdehnung der Ozeanischen Kruste,Subduktion,Verschwinden der ozeanischenKruste,Kontinent – Kontinent - Kollision

Die einzelnen Stadien sind:Zerbrechen kontinentaler Kruste,Entstehung einer ozeanischen Spreizungszone,maximale Ausdehnung der Ozeanischen Kruste,Subduktion,Verschwinden der ozeanischenKruste,Kontinent – Kontinent - Kollision

Die Stadien eines Wilson-ZyklusAn verschieden weit entwickelter ozeanischer Kruste kann man

einzelne Stadien eines Wilson-Zyklus beobachten:

Bildung eines kontinentalen Grabens (Ostafrikanischer Graben)Bildung eines kontinentalen Grabens (Ostafrikanischer Graben)

Beginnende Ozeanisierung (Rotes Meer) Beginnende Ozeanisierung (Rotes Meer)

Maximale Ausdehnung der ozeanischen Kruste mit passivenKontinentalrändern (Atlantik)

Maximale Ausdehnung der ozeanischen Kruste mit passivenKontinentalrändern (Atlantik)

Subduktion der ozeanischen Kruste mit aktiven Kontinental-rändern (Pazifik)

Subduktion der ozeanischen Kruste mit aktiven Kontinental-rändern (Pazifik)

Restozean (Mittelmeer)Restozean (Mittelmeer)

Kontinent – Kontinent – Kollision (Himalaya)Kontinent – Kontinent – Kollision (Himalaya)

1. Stadium1. Stadium

Bildung eines kontinentalen Grabens

Bildung eines kontinentalen Grabens

Tripelpunkte und mantle plumes

1280°C

1550

°C mantle-plume ausdem unteren Mantel

Aufwölbung der Lithosphäreniedrig temperierte Schmelzen

Ein ‚mantle plume‘ ist eine wahrscheinlich aus dem unteren Mantelstammende schlauchförmige Wärme-Anomalie. Der Punkt, an dem

eine solche Anomalie an die Oberfläche gelangt, wird Hot Spotgenannt.

Ein ‚mantle plume‘ ist eine wahrscheinlich aus dem unteren Mantelstammende schlauchförmige Wärme-Anomalie. Der Punkt, an dem

eine solche Anomalie an die Oberfläche gelangt, wird Hot Spotgenannt.

Umgezeichnet nach Windley, 1996

Aus Hot Spots entstandene Lavadecken

Lavadeckender Kreidezeit

umgezeichnet nach Windley, 1996

Entstehung eines Ozeans aus einem Tripelpunkt

Aufwölbung undVulkan über einem

mantle plume

Ein rrr-Tripelpunktentsteht

Failedarm

Aula-kogen

2 Riftarme werdenzu einem ozeanischen

Rücken

1.) Grabenbildung (Rifting, Taphrogenese)Beginnt mit einem Tripelpunkt auf kontinentaler Kruste

Süd-Amerika Afrika

Äquator

Kreide

Tripelpunkt

Äquator

Rezent Benue-Trog(Aulakogen)

Rotes Meer

Afar-Senke

Golf von Aden

Umgezeichnet nach Windley, 1996

Entwicklung eines kontinentalen Grabens

aufdringendes basaltisches Magma

LavadeckenTuffe, vulkanischer Schutt

terrestrische SedimenteEvaporite (Salze)

Der Rhein Rhône-Graben

Tiefe der Kruste-Mantel-Grenze

Profil durch den Rheingraben

Asthenolith(Mantelkissen,Manteldiapir)

Oberer MantelKontinentaleKruste

Der Ostafrikanische Graben

Nairobi

WesternRift

GregoryRift

W E

Länge 4 000 kmBreite 30 – 70 kmVersatz > 6 000 m

Länge 4 000 kmBreite 30 – 70 kmVersatz > 6 000 m

Merkmale von kontinentalen Gräben

Hohe SeismizitätHohe Seismizität

Hoher Wärmefluß (> 2.0 HFU)Hoher Wärmefluß (> 2.0 HFU)

Alkaliner Magmatismus undVulkanismusAlkaliner Magmatismus undVulkanismus

Negative Schwere-Anomalie(Bouguer-Schwere)Negative Schwere-Anomalie(Bouguer-Schwere)

Schwere-Anomalie

Gemessen wird die Erdbeschleunigung in gal1 gal = 1 cm/sec2 = 1000 mgal.

normal: 980 gal

Gemessen wird die Erdbeschleunigung in gal1 gal = 1 cm/sec2 = 1000 mgal.

normal: 980 gal

~7.0>8.0 >8.0

+ +-Bouguer- Schwere

hochliegendeMoho

leichteSedimente

Hypersaline Seen

Der Magadi-See (Kenia) ist einer von vielen Natron-Seenim Ostafrikanischen Graben-System

2. Stadium2. Stadium

Bildung eines mittelozeanischenRückens

Bildung eines mittelozeanischenRückens

Der Golf von Aden

NASA Foto SCI-1458, Gemini XI

Entstehung neuer ozeanischer KrusteBeispiel: Rotes Meer, Golf von Aden,Afar- (Danakil-) Senke

Beispiel: Rotes Meer, Golf von Aden,Afar- (Danakil-) Senke

Rotes MeerRotes Meer

Golf von AdenGolf von Aden

Afar - DreieckAfar - Dreieck

Unterschiede zu Gräben

Entstehung ozeanischer KrusteEntstehung ozeanischer Kruste

Positive Bouguer-AnomaliePositive Bouguer-Anomalie

Das Afar-Dreieck (Danakil-Senke)

Aus Frisch & Löschke, 1986

hypothetisches Profil durch die Afar-Senke

Aus Frisch & Löschke, 1986