„Spröd-duktiler Übergang“ – Versionsunterschied
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Version vom 29. Mai 2023, 08:42 Uhr
Der spröd-duktile Übergang ist ein Tiefenbereich in der oberen Erdkruste. Er bildet das Bindeglied zwischen der oberflächennahen Schizosphäre und der unterlagernden Plastosphäre.[1] In der kontinentalen Erdkruste erfolgt der Übergang bei einer Tiefe von etwa 15 bis 20 Kilometer, bei Temperaturen von 250 bis 400° Celsius.
Charakterisierung
Der spröd-duktile Übergang, auch spröd-duktile Übergangszone (Englisch brittle-ductile transition, abgekürzt BDT bzw. brittle-ductile transition zone oder abgekürzt BDTZ), wird dadurch gekennzeichnet, dass Gesteine reich an Quarz und Feldspat ihr Bruchverhalten mehr und mehr aufgeben und anfangen sich duktil unter Kriechen (Englisch creep) zu verformen. In dieser Zone zwischen 15 und 20 Kilometer Tiefe endet die aufgrund von stetig wachsendem Umgebungsdruck (Englisch confining pressure) mit der Tiefe zunehmende Sprödigkeit. Die Gesteine werden jetzt zusehends duktil und verlieren exponential an Scherfestigkeit – was vor allem auf das Anwachsen der Temperaturen in Richtung Erdinneres zurückzuführen ist.
Tiefenlage des Übergangs
Der Übergang innerhalb der Lithosphäre erfolgt in einem Tiefenbereich, in dem die mit der Tiefe zunehmende Sprödigkeit der nach oben anwachsenden duktilen Scherfestigkeit die Waage hält. In der Brace-Goetze-Scherfestigkeitsrelation (Englisch Brace-Goetze Strength Profiles) entsteht dadurch ein charakteristisches Sägezahnprofil. Der Übergangsbereich ist daher der mechanisch stärkste Krustenabschnitt.In ihm entstehen auch die meisten flachen Erdbeben.
Die jeweilige Tiefenlage hängt sowohl von der Verformungsrate als auch dem Temperaturgradienten ab. Bei langsamer Verformungsrate und/oder hohem Wärmefluss ist sie flacher, jedoch bei schneller Verformungsrate und/oder niedrigem Wärmefluss tiefer. Die Tiefenlage wird ferner von der Zusammensetzung und dem Alter des betroffenen Krustenabschnitts beinflusst. In relativ warmer, junger Erdkruste steigt sie nach oben (auf rund 10 bis 20 Kilometer Tiefe), jedoch in relativ kalter, alter Erdkruste sinkt sie auf 20 bis 30 Kilometer ab.[2]
Einzelnachweise
- ↑ A. A. Zhamaletdinov: On the Nature of the Brittle-Ductile Transition Zone in the Earth's Crust. In: Abdullkhay A.Zhamaletdinov und Yuri L. Rebetsky, The Study of Continental Lithosphere Electrical Conductivity, Temperature and Rheology (Hrsg.): Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer International Publishing, 2019, S. 13–21, doi:10.1007/978-3-030-35906-5_3.
- ↑ Kent C. Condie: Earth as an Evolving Planetary System. Hrsg.: Kent C. Condie, The Crust. Academic Press, Burlington 2005, ISBN 978-0-12-088392-9, S. 13–58.