Dehnungszone


Dehnungszone
Ozeanbodenspreizung an einem Mittelozeanischen Rücken

Mittelozeanische Rücken (engl. mid-oceanic ridges) bilden ein Netz von langen, so genannten untermeerischen, die Erde nicht ganz nahtlos umspannenden und sehr hoch aufragenden Gebirgszügen bzw. die etwas oder einiges niedrigeren Schwellen am Grund der Meere und Ozeane.

Innerhalb des Atlantiks befindet sich das weltweit größte diesbezügliche Gebirge – der Mittelatlantische Rücken. Auf der ganzen Welt entstehen auf diese Weise jährlich ca. 2 Quadratkilometer neue Erdkruste (Meeresboden).

Inhaltsverzeichnis

Entwicklungsprozess

Mittelozeanischer Rücken

Diese Rücken befinden sich an jenen Stellen, an denen die ozeanische Erdkruste aufbricht und sich voneinander wegbewegt. Dieser plattentektonische Vorgang nennt sich Ozeanbodenspreizung (engl. seafloor spreading).

Je schneller sich die Lithosphärenplatten bewegen, desto größer ist der Bereich im festen Erdmantel, in dem einige Prozent flüssiges Gestein zu finden sind. Vom Erdmantel aus steigt Magma in die untere Erdkruste auf, sammelt sich in Magmakammern und wandert teilweise weiter nach oben, wo es sich als festes magmatisches Gestein an den Rändern der ozeanischen Kruste ablagert. In Abhängigkeit von der Tiefe liegt dabei oberhalb des Peridotits des Erdmantels zuerst das Tiefengestein (Gabbro), dann folgt das Ganggestein (Gänge aus Diabas) und zuletzt das Ergussgestein (Basalt, entstanden aus z.B. Kissenlava). Die Basalte werden auch als mid ocean ridge basalt (MORB) bezeichnet.

Meerwasser dringt in die Erdkruste ein und es kommt zur Hydrothermalen Zirkulation, wobei das Wasser auf 400 °C bis 500 °C erhitzt wird und Minerale aus der ozeanischen Kruste löst. Auf dem Weg zurück kühlt das Wasser ab und Erzschlämme werden abgeschieden, wodurch hydrothermale Lagerstätten entstehen. Des Weiteren kann der Rücken auch die Wasseroberfläche durchstoßen, so sind beispielsweise Island, die Azoren und die Insel St. Helena im Atlantik entstanden.

Eigenschaften

Mittelozeanische Rücken zeigen spezifische Eigenschaften, die für die Spreizungsrate typisch sind. Deshalb unterscheidet man sie in schnell spreizende Rücken und langsam spreizende Rücken. Einige Wissenschaftler vermuten, dass es zusätzlich noch einen eigenständigen Typ für sehr langsam spreizende Rücken gibt.

Gegenwärtig ist der Gakkelrücken als der Rücken mit der niedrigsten bekannten Spreizungsrate bekannt (zwischen 6 und 13 mm pro Jahr).

Transform-Störungen

Ein Mittelozeanischer Rücken wird von aktiven Transform-Störungen in eine Vielzahl von gegeneinander verschobenen Segmenten mit jeweils einheitlicher Spreizungsrate unterteilt. Somit findet sich dort quer zu einer divergierenden Plattengrenze, der Ort des Rückens, eine konservative Plattengrenze. Ausgehend von kleinen Transform-Störungen können diese in Extremfällen sogar über hundert Kilometer lang werden. Im Pazifik kommt es zusätzlich zur Erscheinung der „overlapping spreading zones“, also von Rückensegmenten, die parallel zueinander versetzt sind und sich teilweise überschneiden, wobei Mikroplatten[1] mit Durchmessern zwischen 100 km bis 200 km entstehen.

Die Häufigkeit von Transform-Störungen ist abhängig von der Spreizungsrate des Rückens: bei einer niedrigen Rate erhöht sich ihre Zahl. So liegen diese zum Beispiel im Atlantik nur etwa 50 Kilometer auseinander, während sie im Pazifik einen Abstand von mehreren hundert Kilometern aufweisen.

Topographie

Die Topographie Mittelozeanischer Rücken unterscheidet sich je nach Spreizungsrate. Bei einer hohen Rate sind sie flach und eher gleichmäßig geformt. Bei einer niedrigeren Rate sind die Rücken steil aufragend, zerklüftet und längs des Rückens verläuft ein bis zu einigen Kilometern tiefer Grabenbruch. Auf dem Mittelatlantischen Rücken wurden auf einem 800 km langem Teilstück hunderte von sehr kleinen, häufig nur etwa 60 m hohe Seamounts[2] beobachtet. Die beiden Flanken des Rückens sind oft unterschiedlich hoch. Bei sehr niedrigen Spreizungsraten findet man keine großen Transform-Störungen mehr und es wurde beobachtet, dass auf dem Rücken nicht nur Magma aus dem Erdinneren aufstieg, sondern auch feste[3] Gesteinsblöcke.

Natur

An Mittelozeanischen Rücken bilden Felder hydrothermaler Tiefseequellen, darunter die sogenannten Schwarzen und Weißen Raucher, ein eigenes Biotop mit vielen, meist nur in dieser Umgebung lebenden Arten.

Die Thermalquellen entstehen in der jungen ozeanischen Kruste durch die Wärmeaufnahme aus der noch heißen Kruste, später dann auch durch den exothermen chemischen Prozeß, der Serpentinisierung. Dabei dringen in die oberflächlich abgekühlte Kruste Meerwasser durch Risse ein und unter Aufnahme von großen Mengen Wasser wandelt sich Peridotit aus dem Erdmantel zu Serpentinit um.[4]

In dieser heißen, lichtlosen Umgebung ist die Chemosynthese von beispielsweise Methan und Schwefelwasserstoff die Grundlage der Nahrungskette und nicht wie an der Erdoberfläche die Photosynthese mit Hilfe des Sonnenlichts.

Forschung

Mit Messverfahren wie der Seismik und der Geomagnetik kann ein Rücken bis in große Tiefen untersucht werden.

So wurde am Ostpazifischen Rücken 1995 das sogenannte MELT Experiment (Mantle Electromagnetic and Tomography Experiment) begonnen, welches den Rücken zwischen der Pazifischen Platte und der Nazca-Platte untersuchte. Dabei wurde ein mehrere hundert Kilometer, asymmetrischer Bereich mit teilweise flüssigem Gestein in einer Tiefe von bis zu 200 km gefunden. Unterhalb der Pazifischen Platte, die eine mehr als doppelt so hohe Geschwindigkeit gegenüber der Nazca-Platte hat, lag der größere Bereich mit einer Breite von 250 km gegenüber nur 100 km unterhalb der östlichen Platte. Von der Geschwindigkeit mit der die Platten sich auseinander bewegen, 14,5 cm pro Jahr, entfiel 10,1 cm pro Jahr auf die Pazifische- und 4,5 cm pro Jahr auf die Nazca-Platte [5] [6].

Quellen

  1. scinexx: Der Tanz der Mikroplatten
  2. volcano.und.edu: Slow Mid-Atlantic Ridge
  3. sciencedaily.com: Geologists Discover New Class Of Spreading Ridge On Sea Bottom
  4. sciencedaily.com: Hydrogen And Methane Sustain Unusual Life At Sea Floor's 'Lost City'
  5. www.whoi.edu: Ergebnisse des MELT Experiments
  6. www.whoi.edu: The Big MELT

Siehe auch

Weblinks


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