Was eine Plattengrenze ist
Die äußere Schale der Erde, die Lithosphäre, ist in starre Stücke zerbrochen, die tektonischen Platten. Eine Plattengrenze ist die Linie oder der Gürtel, an dem zwei Platten aufeinandertreffen und sich gegeneinander bewegen. Das Innere der Platten ist recht ruhig. An den Rändern dagegen wird Gestein neu gebildet, vernichtet, verbogen und zerbrochen.
Die Platten bewegen sich nur um einige Zentimeter pro Jahr, aber sie stehen nie still. Über Jahrtausende baut diese Bewegung Spannung an den Störungen der Grenze auf, die sich in Erdbeben entlädt. Über Jahrmillionen öffnet dieselbe Bewegung Ozeane, türmt Gebirge auf und speist Vulkanketten.
Geologen ordnen Grenzen nach der Richtung der Relativbewegung. Zwei Platten können sich aufeinander zu, voneinander weg oder aneinander vorbei bewegen. Echte Grenzen mischen diese Bewegungen oft, und eine einzelne Grenze kann entlang ihres Verlaufs den Typ wechseln, wenn sie die Richtung ändert.
Wo drei Platten zusammentreffen, laufen ihre Grenzen in einem Tripelpunkt zusammen. In der Afar-Region in Äthiopien und Dschibuti treffen sich das Rote Meer, der Golf von Aden und das Ostafrikanische Grabensystem als drei divergente Arme. Vor Nordkalifornien verbindet der Mendocino-Tripelpunkt die San-Andreas-Transformstörung mit der Cascadia-Subduktionszone. Tripelpunkte wandern im Lauf der Zeit, sodass die an sie angeschlossenen Grenzen wachsen, schrumpfen und ihren Typ ändern.
Die drei Arten von Plattengrenzen
Konvergente Plattengrenzen
An einer konvergenten Plattengrenze bewegen sich zwei Platten aufeinander zu. Trägt eine von ihnen dichte ozeanische Lithosphäre, taucht sie unter die andere in den Mantel ab. Diesen Vorgang nennt man Subduktion. Subduktion erzeugt tiefe Tiefseegräben, Vulkanbögen und die stärksten Erdbeben der Erde.
Die Nazca-Platte, die unter die Südamerikanische Platte abtaucht, hat die Anden aufgebaut. Die Pazifische Platte, die unter Japan und die Alëuten abtaucht, hat die Vulkanbögen des Nordpazifiks geschaffen. Treffen zwei Kontinente aufeinander, sinkt keiner von beiden leicht ab, und die Kruste staucht sich zu einem Kollisionsgürtel. Die Indische Platte, die gegen die Eurasische Platte drückt, hat den Himalaya aufgetürmt, mit dem 8849 m hohen Mount Everest.
Divergente Plattengrenzen
An einer divergenten Plattengrenze driften zwei Platten auseinander. Heißes Mantelgestein steigt in die Lücke auf, schmilzt teilweise und bildet neue ozeanische Kruste. Das ist die Ozeanbodenspreizung, und sie baut die mittelozeanischen Rücken auf, die längsten Gebirgsketten des Planeten.
Der Mittelatlantische Rücken trennt im Norden die Nordamerikanische Platte von der Eurasischen Platte und im Süden die Südamerikanische Platte von der Afrikanischen Platte. An Land beginnt eine divergente Grenze als Grabenbruch. Das Ostafrikanische Grabensystem, an dem sich die Somalische Platte langsam von der Afrikanischen Platte löst, ist das bekannteste Beispiel. Island ist einer der seltenen Orte, an denen ein mittelozeanischer Rücken über den Meeresspiegel aufragt.
Transformgrenzen
An einer Transformgrenze gleiten zwei Platten horizontal aneinander vorbei. Kruste wird dabei weder gebildet noch vernichtet, deshalb gibt es hier kaum Vulkane, wohl aber häufige flache Erdbeben.
Die meisten Transformstörungen sind kurze Versätze, die Abschnitte mittelozeanischer Rücken verbinden. Einige wenige durchschneiden Kontinente und sind für zerstörerische Erdbeben bekannt: die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien zwischen der Pazifischen und der Nordamerikanischen Platte, die Alpine Verwerfung in Neuseeland und die Nordanatolische Verwerfung in der Türkei, die die Anatolische Platte begrenzt.
Grenzklassen im Modell PB2002
Unsere Karte verwendet PB2002, ein globales Plattenmodell, das Peter Bird 2003 veröffentlicht hat. Es definiert 52 Platten und zerlegt jede Grenze in kurze Abschnitte. Jeder Abschnitt erhält eine von sieben Klassen, je nach seiner Bewegung und danach, ob er in ozeanischer oder kontinentaler Lithosphäre liegt. Die folgenden Summen stammen aus den Grenzdaten von PB2002; die mittleren Relativgeschwindigkeiten sind nach Länge gewichtet.
Konvergente Klassen
- Subduktionszone (SUB): etwa 51.500 km, im Mittel etwa 6,2 cm pro Jahr. Das ist die schnellste Klasse, was zu der Vorstellung passt, dass absinkende Plattenstücke die Platten mit sich ziehen.
- Ozeanische konvergente Grenze (OCB): etwa 17.400 km, im Mittel etwa 1,8 cm pro Jahr. Es handelt sich um langsame Konvergenzzonen in Ozeanbecken, in denen sich noch keine vollständige Subduktionszone gebildet hat.
- Kontinentale konvergente Grenze (CCB): etwa 23.000 km, im Mittel etwa 2,6 cm pro Jahr. Diese Klasse umfasst Kollisionsgürtel wie den Himalaya und das Zagros-Gebirge in Iran.
Divergente Klassen
- Ozeanischer Spreizungsrücken (OSR): etwa 67.300 km, im Mittel etwa 4,7 cm pro Jahr. Das ist die längste Klasse überhaupt.
- Kontinentale Riftgrenze (CRB): etwa 27.500 km, im Mittel etwa 1,8 cm pro Jahr. Grabenbrüche, die Kontinente spalten, öffnen sich viel langsamer als die meisten ozeanischen Rücken.
Transform-Klassen
- Ozeanische Transformstörung (OTF): etwa 47.900 km, im Mittel etwa 4,1 cm pro Jahr.
- Kontinentale Transformstörung (CTF): etwa 26.200 km, im Mittel etwa 2,5 cm pro Jahr.
Zusammengerechnet hat PB2002 etwa 260.800 km Plattengrenze. Divergente Abschnitte machen etwa 36 % dieser Länge aus, konvergente etwa 35 % und Transformabschnitte etwa 28 %. Die Zahlen zeigen etwas, das eine Weltkarte verbirgt: Transformstörungen sind keine seltenen Kuriositäten. Sie stellen mehr als ein Viertel aller Plattenränder, meist als kurze Versätze entlang mittelozeanischer Rücken.
Diffuse Grenzen und Orogene
Eine Plattengrenze als einzelne Linie zu zeichnen, funktioniert in den Ozeanen gut. Ozeanische Lithosphäre ist fest und gleichförmig, deshalb bleibt die Verformung auf eine schmale Zone beschränkt. Kontinentale Lithosphäre ist schwächer und geschichtet, und wenn sie gestaucht oder gedehnt wird, verteilt sich die Verformung über eine weite Region voller Störungen.
Bird hat die breitesten dieser Regionen in PB2002 als Orogene markiert, als Zonen, in denen das Bild aus 52 Platten eine Vereinfachung ist. Dazu gehören die Alpen, der Gürtel von Iran bis Tibet, die Anden, das westliche Nordamerika sowie die Inseln der Philippinen und Indonesiens. Innerhalb eines Orogens bewegen sich kleine Blöcke mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und einige Mikroplatten in PB2002, etwa die Altiplano-Platte unter den zentralen Anden, sind Versuche, diese Bewegung abzubilden.
Auch im Ozean gibt es diffuse Grenzen. PB2002 behandelt die Indische Platte und die Australische Platte als getrennte Platten, die durch eine breite Deformationszone im zentralen Indischen Ozean verbunden sind. Ältere Lehrbücher fassen sie zu einer einzigen Indisch-Australischen Platte zusammen. Das Wharton-Becken-Erdbeben von 2012 (M8.6) ereignete sich innerhalb dieser Zone, ein Zeichen dafür, dass der Meeresboden dort zerbricht.
So liest du die Farben der Grenzen auf unserer Karte
Die Linien der Plattengrenzen auf unseren Karten folgen den Abschnittsklassen von PB2002, zusammengefasst zu den drei Haupttypen:
- Orangerote Linien sind konvergente Grenzen: Subduktionszonen, ozeanische Konvergenzzonen und kontinentale Kollisionsgürtel. Du findest sie entlang der Ränder des Pazifiks und quer durch Südasien.
- Türkisfarbene Linien sind divergente Grenzen: mittelozeanische Rücken und kontinentale Grabenbrüche. Der Mittelatlantische Rücken verläuft als türkisfarbene Linie mitten durch den Atlantik.
- Gestrichelte Linien sind Transformgrenzen. Entlang ozeanischer Rücken erscheinen sie als viele kurze, gestrichelte Versätze, die die türkisfarbene Linie in Stufen zerlegen.
Klicke auf eine beliebige Platte, um ihre Seite zu öffnen. Dort siehst du jeden ihrer Nachbarn, die Länge der gemeinsamen Grenze und die mittlere Relativgeschwindigkeit entlang dieser Grenze. Die Erdbeben und Vulkane, die sich entlang dieser Grenzen aufreihen, zeigen die Erdbebenkarte, die Vulkankarte und die Seite zum Pazifischen Feuerring. Begriffe wie Subduktion, Grabenbruch und Transformstörung werden im Glossar erklärt.