Antriebskräfte der Plattentektonik

Wodurch bewegen sich die tektonischen Platten (auch Kontinentalplatten genannt)? Erfahre hier mehr über die 3 Hauptantriebsmechanismen der Plattentektonik.

Was ist Plattentektonik?

Die mechanisch gesehen äußerste Schicht der Erde aus festem Gestein wird von Geowissenschaftlern als Lithosphäre (Abbildung 1) bezeichnet. Dies ist die Erdkruste sowie der äußere, feste Teil des Erdmantels. Die Lithosphäre ist im Schnitt 100 km dick und besteht aus 7 großen und einigen kleineren tektonischen Platten (auch Lithosphärenplatten genannt) – wie viele genau ist Definitionssache.

Abbildung 1: Lithosphäre, Asthenosphäre und Erdmantel, in unterschiedlichen Farben dargestellt. Die Pfeile deuten Bewegungen an: Die Lithosphäre bewegt sich am meisten.

Abbildung 2: Konvergente, divergente und konservative Plattengrenzen.

Es gibt drei Arten von Plattengrenzen der Lithosphärenplatten (Abbildung 2):

1) An divergenten Plattengrenzen bewegen sich Platten auseinander („Mittelozeanische Rücken“),

2) An konvergenten Plattengrenzen sinkt eine Platte unter eine andere ab („Subduktionszonen“), und

3) An konservativen Plattengrenzen gleiten zwei Platten aneinander vorbei („Transformstörungen“).

Der Bereich des Erdmantels unterhalb der Lithosphäre wird als Asthenosphäre bezeichnet. Er ist zum kleinen Teil (etwa 1 %) aufgeschmolzen, also teilflüssig, und dadurch viel weicher als die Lithosphäre. Die Lithosphärenplatten bewegen sich über die Asthenosphäre. Sie „schwimmen“ jedoch nicht. Vielmehr bewegt sich auch die Asthenosphäre mit (Abbildung 1). Die Plattenbewegungen und zugehörigen Vorgänge im Erdinneren werden als Plattentektonik bezeichnet.

Wie entstehen nun diese Bewegungen?

Die Bewegungen der Lithosphärenplatten haben 3 Antriebskräfte:

Abbildung 3: Schematische Darstellung der Plattenschleppung als Antriebskraft der Plattentektonik durch gestrichelte gelbe Pfeile.

1. Plattenschleppung

Im Erdmantel kommt es zu Konvektion – Wärmetransport durch Massentransport wie in einem Kochtopf (auf allen Abbildungen als gestrichelte schwarze Pfeile angedeutet).

Reibungswiderstand am Kontakt zwischen Lithosphäre und Asthenosphäre führt zu Scherkräften (auf Abbildung 3 als gestrichelte gelbe Pfeile angedeutet).

Obwohl lange Zeit für bedeutend gehalten, reichen diese jedoch nicht aus, die Platten mitzuführen.

Es gilt heute als gesichert, dass diese Kräfte für den Antrieb der Platten kaum eine Rolle spielen – ja sogar der Bewegung entgegenwirken können.

2. Rückenschub

An Mittelozeanischen Rücken (Abbildung 2) wird ständig neue Lithosphäre gebildet: Heiße, spezifisch leichte Gesteinsschmelze (Magma) steigt auf und erhitzt auch das Umgebungsgestein. Bei der Abkühlung wird Gestein spezifisch schwerer (dichter) und bewegt sich durch die Schwerkraft den Rücken hinab und nach außen. Dadurch werden die Platten am Rücken auseinandergezogen (Abbildung 4). Außerdem übt auch das Magma selbst einen gewissen Druck auf die Platten aus.

Die an den Mittelozeanischen Rücken wirkenden Kräfte tragen nach aktuellem Stand der Forschung etwa ein Zehntel zur Bewegung der Lithosphärenplatten bei.

Abbildung 4: Schematische Darstellung des Rückenschubs an einem Mittelozeanischen Rücken als Antriebskraft der Plattentektonik durch gelbe Pfeile.

Abbildung 5: Schematische Darstellung des Plattenzugs als Antriebskraft der Plattentektonik durch einen gelben Pfeil.

3. Plattenzug

An Subduktionszonen (Abbildung 2) sinkt die jeweils spezifisch schwerere (dichtere) Platte durch ihr Eigengewicht unter die andere Platte ab. In der Regel ist dabei eine Platte mit ozeanischer Kruste (überwiegend basaltischen Gesteinen) spezifisch schwerer als eine mit kontinentaler Kruste (silikatreicheren Gesteinen). Durch das Absinken wird die gesamte Lithosphärenplatte mitgezogen.

Der so entstehende Plattenzug gilt heute als mit Abstand wichtigste Antriebskraft für die Bewegung der Lithosphärenplatten, die Plattentektonik.

Fazit

Der Hauptantriebsmechanismus für die Bewegung der Lithosphärenplatten, also die Plattentektonik, ist, dass an manchen Plattengrenzen die dichtere Platte unter die andere absinkt und die gesamte Platte mit sich zieht.

Es ist heute recht gut geklärt, wie dieser sogenannte Plattenzug (englisch slab pull) an einer vorhandenen Subduktionszone funktioniert.

Wie dieser Vorgang jedoch ursprünglich in Gang kommt, ist noch nicht vollständig geklärt. Dies ist ein Thema aktueller geowissenschaftlicher Forschung.

Abbildung 6: Schematische Darstellung der 3 Antriebskräfte der Plattentektonik durch gelbe Pfeile. Die Größe und Stärke der Pfeile deuten deren relative Bedeutung an.

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