Früher dachten die Menschen, die Erdoberfläche wäre eine starre und durchgehende feste Schale, die unseren Planeten umhüllt. Einzige Bewegungen würden durch Schrumpfungsrisse zustande kommen, die aufgrund eines vermeintlichen Masseverlustes und damit einhergehende Volumenreduzierung durch Vulkanausbrüche entstanden. Doch man irrte sich! Trotz Vulkanausbrüchen und Entgasung des Erdinneren schrumpft die Erde nicht und unsere Erdoberfläche ist alles andere als starr.
Die feste Erdkruste ist im Vergleich zum Erddurchmesser hauchdünn. Unter den Kontinenten hat sie eine durchschnittliche Mächtigkeit von 35 km; unter den Ozean ist sie nur 6 - 7 km mächtig.
Die Kruste ist in 7 große, und zahlreiche kleinere Platten zerbrochen, die auf dem plastischen Material des Erdmantels schwimmen. Sie bewegen sich wie die Eisberge im Ozean, nur viel langsamer. Im Jahr legen sie nur wenige Zentimeter zurück.
Trotz der relativ geringen Geschwindigkeit wirken auf die Erdplatten gigantische Kräfte und es kommt zu einer Reihe unterschiedlicher Bewegungen. Besonders in den Zonen wo zwei, oder mehrere Platten aneinander stoßen geschieht dramatisches: Tiefseegräben entstehen, Gebirge falten sich auf, Vulkane brechen aus, und die Erde bebt. Es ist auch möglich, dass auf einem Kontinent Kräfte wirken, deren Vektoren in unterschiedlicher Richtung weisen, mit der Folge, dass der Kontinent zerbricht.
Bereits 1915 kam der deutsche Klimatologe und Polarforscher Alfred Wegener auf die Idee der Kontinentaldrift und prägte den Begriff der Plattentektonik. Doch seine Theorie über Kontinente die sich bewegen erntete damals nur Spott. Erst in den 1960iger Jahren gelangte sie dank moderner Messmethoden wieder in den Fokus der Wissenschaftler und wurde bestätigt. Heute erforscht man genau was an den Plattengrenzen passiert und definiert 4 verschiedene Grenztypen:
An divergenten Plattengrenzen entfernen sich zwei Platten voneinander. In der Folge tritt an der Nahtstelle ständig Lava aus und schiebt die Platten zusätzlich auseinander. Divergente Plattengrenzen finden sich vor allem in den mittelozeanischen Rücken (Mittelatlantischer Rücken, Island), aber auch in kontinentalen Gräben (Rifts). Das Ostafrikanische Riftvalley ist ein Beispiel für kontinentale Divergenz.
An konvergenten Plattengrenzen stoßen zwei Platten aneinander. Die schwerere ozeanische Platte taucht dabei unter die leichtere und dickere kontinentale Platte ab. Dies geschieht normalerweise in den Tiefseegräben vor den Küsten; der Vulkanologe spricht hier von Subduktionszonen. Die abtauchende (subduzierte) Platte zieht den Rest der Platte hinter sich her, was zu einer weiteren Öffnung an den divergenten Plattengrenzen führt. Die abtauchende Platte schmilzt im Erdmantel teilweise auf. Magma steigt dann hinter der Subduktionszone auf und tritt an Vulkanen aus. Konvergenz zweier ozeanischer Platten ist seltener und führt meistens zu Inselbogenvulkanismus. Stoßen zwei Kontinentalplatten zusammen entstehen Gebirge (Orogenese).
An konservativen Plattengrenzen bewegen sich die Platten seitlich aneinander vorbei. Es kommt zwar auch hier zu Erdbeben, aber seltener zu Vulkanausbrüchen und zur Gebirgsbildung. Ein Beispiel für konservative Plattengrenzen ist die Scherzone des San-Andreas-Grabens in Kalifornien. Diese Störungszonen werden auch Blattverschiebungen genannt.
Passive Plattengrenzen seien hier nur am Rande erwähnt. An diesen Kontinentalrändern finden zur Zeit keine Bewegungen statt.
In Bezug auf dem Vulkanismus sind die konvergenten und divergenten Plattengrenzen von besonderer Bedeutung. Entlang dieser Grenzen liegen gut 90% aller aktiven Vulkane der Erde.
Der Motor hinter der Plattentektonik findet sich tief im Erdinneren. Im äußeren Erdkern und im Erdmantel gibt es Konvektionsströmungen aus plastischem Material. Diese Strömungen bilden vertikal rotierende Zellen mit mehreren Tausend Kilometern Durchmesser. Die Rotationsrichtung zwischen 2 benachbarten Zellen ist gegenläufig.
Im Erdmantel sind es plastische Gesteine die diese Konvektionszellen bilden. Im äußeren Erdkern ist es eine geschmolzene Nickel-Eisen Legierung, die langsam rotiert. Dabei finden nicht nur Relativbewegungen zum Erdmantel statt, sondern auch zum festen inneren Erdkern. Dass hat den Effekt eines Dynamos und es entsteht das Erdmagnetfeld. Dieses schützt uns vor dem Bombardement kosmischer Strahlung.
Bildquelle: USGS