Was Ist Der Prozess Der Subduktion?

Was ist Subduktion?

In geologischer Hinsicht ist Subduktion die Handlung einer tektonischen Platte, die sich unter einer anderen tektonischen Platte an der Stelle ihrer konvergenten Grenze bewegt. Wenn sich die subduzierende Platte unter ihre benachbarte tektonische Platte bewegt, drückt die Schwerkraft sie weiter nach unten und in die Mantelschicht der Erde. Die Mantelschicht ist heißer als die Kruste, obwohl sie im Allgemeinen in einem festen Zustand vorliegt und es der subduzierenden Platte ermöglicht, in Winkeln zwischen 25 und 45 Grad abzusinken. Der genaue Winkel der Subduktion hängt vom Alter der subduzierenden Platte ab; ältere Platten fallen in einen schärferen Winkel. Die höheren Temperaturen und der erhöhte Druck in diesen Tiefen führen dazu, dass sich das Basaltgestein der Senke, das auch als Platte bezeichnet wird, in Eklogitgestein verwandelt.

Die Subduktion erfolgt sehr langsam. Tatsächlich haben Geologen die durchschnittliche Konvergenzrate zwischen 2 und 8 Zentimetern pro Jahr ermittelt. Diese Geschwindigkeit ist langsam genug, dass Subduktion oft unbemerkt bleibt. Obwohl tektonische Platten ozeanisch oder kontinental sein können, geschieht die Subduktion (unter einer anderen Platte gleitend) nur mit ozeanischen Platten. Wenn zwei Kontinentalplatten kollidieren, entsteht eine Aufwärtsbewegung von Gestein und anderem Material. Viele Bergketten auf der ganzen Welt wurden auf diese Weise geschaffen. Der Ort, an dem die Subduktion stattgefunden hat, führt jedoch nicht zur Bildung von Bergen. Dieser Ort ist als Subduktionszone bekannt. Der Subduktionsprozess gilt als der einzige, der die Theorie der Plattentektonik am stärksten beeinflusst.

Warum passiert die Subduktion?

Wie bereits erwähnt, ist eine ozeanische Platte die einzige tektonische Platte, die tatsächlich eine Subduktion oder eine Abwärtsbewegung erfährt. Warum genau geschieht dieser geologische Prozess? Zu wissen, was Subduktion ist, erklärt nicht, warum es passiert. Geologen erklären, dass auf ozeanischen Platten Subduktion auftritt, weil sie dichter und kühler als kontinentale Platten sind. Wenn die Subduktion zwischen zwei ozeanischen Platten stattfindet, wird sich die ältere Platte unter die jüngere tektonische Platte bewegen. Der Grund dafür ist, dass ozeanische Platten, die auch als ozeanische Lithosphäre bekannt sind, als dünne und heiße Erdabschnitte beginnen. Mit der Zeit bewegen sich diese Platten allmählich vom Mittelozeanischen Rücken weg, wo sie geboren wurden. Diese Bewegung bewirkt, dass die Gesamttemperatur der ozeanischen Lithosphäre abfällt, was zur Verfestigung von Material auf der Unterseite der Platte dient. Dieser Erstarrungsprozess führt dazu, dass das resultierende feste Gestein schrumpft (im Vergleich zu seiner ursprünglichen Größe, wenn es flüssig ist), was zu seiner erhöhten Dichte führt. Diese Dichte bewirkt, dass die Platte unter Kontinentalplatten oder jüngeren, weniger dichten, ozeanischen Platten versinkt. Obwohl dieser Prozess im Allgemeinen der Bewegung tektonischer Platten zugeschrieben wird, haben einige Geologen theoretisiert, dass sehr alte Platten aufgrund ihres signifikant dichteren Zustands schnell und ohne Warnung sinken können.

Auswirkungen des Subduktionsprozesses

Erdbebenaktivität

Die Bewegung der kontinentalen und ozeanischen Platten bleibt auf der Erdoberfläche nicht unbemerkt. Die Erklärung der Subduktion lässt den Prozess vielleicht relativ glatt klingen, wobei eine Platte langsam absinkt und in die darunter liegende Mantelschicht abfällt. Die meisten Wissenschaftler beschreiben die Subduktion jedoch als eine raue, kratzende Aktivität, die durch hohe Reibungswerte gekennzeichnet ist, da die beiden Platten aneinander vorbei reiben. Wenn sich die subduzierende Platte unter der Platte mit der geringeren Dichte bewegt, können sich einige ihrer Teile auf der oberen Platte verfangen. Dieses Hindernis führt zu verschütteter Energie, die nur auf eine Art freigesetzt werden kann: Erdbeben.

Da die Subduktion entlang sehr langer Plattengrenzlinien stattfindet, steigt das Potenzial für ein sehr starkes Erdbeben. In der Tat traten die größten jemals registrierten Erdbeben in Subduktionszonen auf. Einige Beispiele hierfür sind das große chilenische Erdbeben von 1960 (eine Magnitude von 9.5), das Indische Ozean-Erdbeben von 2004 (eine Größenordnung zwischen 9.1 und 9.3) und das japanische Tohoku-Erdbeben von 2011 (eine Größenordnung zwischen 9 und 9.1). .

Der Grund für diese extremen Erdbebengrößen ist allein auf die Größe der Bruchlinie zurückzuführen. Wissenschaftler haben eine positive Korrelation zwischen der Größe einer Bruchlinie und der Größe eines Erdbebens bestätigt. Einige der weltweit größten Bruchlinien (in Breite und Länge) befinden sich in Subduktionszonen. Kleinere Plattengrenzen erzeugen typischerweise kleinere Erschütterungen.

Vulkanische Aktivität

Ein weiterer Nebeneffekt des Subduktionsprozesses ist die Entstehung von Vulkanen sowie eine erhöhte vulkanische Aktivität oberhalb von Subduktionszonen. Diese Vulkane mit Subduktionszonen entstehen in einer von zwei Formationen: Inselbogen oder Kontinentalbogen. Ein Inselbogen entsteht, wenn sich eine ozeanische Platte unter einer anderen ozeanischen Platte bewegt. Ein Kontinentalbogen entsteht, wenn sich eine ozeanische Platte unter einer Kontinentalplatte bewegt.

Vulkane und vulkanische Aktivität treten häufig als Folge des Subduktionsprozesses auf, weil die subduzierende Platte Flüssigkeiten freisetzt, wenn sie sich in die extremen Temperaturen der Mantelschicht bewegt. Diese extrem heißen Flüssigkeiten, die in erster Linie aus Kohlendioxid und Meerwasser bestehen, schmelzen effektiv die Platte, die oben geblieben ist. Dieses geschmolzene Material ist als Magma oder Lava bekannt.

Drei Viertel der vulkanischen Aktivität auf der Erde sind auf ein Gebiet beschränkt, das als Pazifischer Feuerring bekannt ist. Dieser Ring bewegt sich entlang der Westküste Amerikas und entlang der Ostküste Asiens und der Pazifikinseln und bildet eine umgekehrte U-Form. Geologen verlassen sich auf diese Zone, um wertvolle Informationen über die Verbindung zwischen Subduktionszonen, Vulkanen und Erdbeben zu gewinnen.

Tsunami

Zusätzlich zu Erdbeben und vulkanischer Aktivität wird dem Prozess der Subduktion auch zugeschrieben, dass er schwere Tsunamis auf der ganzen Welt verursacht hat. Tsunamis, große und gefährliche Wellen, sind das Ergebnis von Erdbeben (und anderen geologischen Aktivitäten) an oder in der Nähe von Küsten. Da sich die Subduktionszonen in der Regel entlang der Küsten befinden, führen die durch die tektonische Plattenbewegung verursachten Erdbeben häufig dazu, dass Tsunami-Wellen Küstenumgebungen und städtische Siedlungen verwüsten. Diese Wellenaktivität tritt auf, weil Erdbeben dazu führen, dass die Erdkruste einschnappt und zurückprallt. Diese plötzliche Bewegung auf dem Meeresboden führt zu verdrängtem Wasser, das sich in extrem hohen und langen Wellen in Richtung Ufer bewegt. Tsunamis können über einen Zeitraum von nur wenigen Minuten oder sogar Stunden auftreten, wenn das verdrängte Wasser auf nahegelegenes Land stürzt. Diese Wellenaktivität kann Stunden nach der Registrierung eines Erdbebens in der Subduktionszone auftreten.