Lithosphäre

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Innerer Aufbau der Erde
Schichten nach chemischer Zusammensetzung:
1 Erdkruste, 2 Erdmantel, 3 Erdkern
(3a äußerer Erdkern, 3b innerer Erdkern)
Schichten nach mechanischen Eigenschaften:
4 Lithosphäre, 5 Asthenosphäre
6 äußerer Erdkern, 7 innerer Erdkern

Die Lithosphäre [litoˈsfɛːrə] (steinerne Hülle, von griechisch λίθος líthos ‚Stein‘ und σφαίρα sphära ‚Kugel‘) ist die äußerste Schicht im rheologischen Modell vom Aufbau des Erdkörpers. Sie umfasst die Erdkruste und den äußersten Teil des Erdmantels, den lithosphärischen Mantel. Die Lithosphäre kann insgesamt als starr bezeichnet werden.[1] Sie ist aus einzelnen Platten zusammengesetzt, die als Lithosphärenplatten, tektonische Platten oder Kontinentalplatten bezeichnet werden.

Direkt unterhalb der Lithosphäre schließt sich die Asthenosphäre an. Das Gestein ist in dieser Schicht zwar fest, verhält sich in geologischen Zeiträumen aber plastisch (duktil).

Aufbau und Gliederung[Bearbeiten]

Innerhalb der Lithosphäre ist die Grenze zwischen der Kruste und dem darunter liegenden lithosphärischen Erdmantel seismologisch nachweisbar. Diese Grenzfläche wird als Mohorovičić-Diskontinuität (kurz: Moho) bezeichnet. An ihr zeigt sich eine abrupte Zunahme der Wellengeschwindigkeit aufgrund der höheren Dichte des Mantelgesteins gegenüber den Krustengesteinen. Am tiefer liegenden Übergang von der Lithosphäre zur Asthenosphäre nimmt die Wellengeschwindigkeit hingegen sprunghaft ab („Low Velocity Zone“).

Karte der Lithosphärenplatten

Die Mächtigkeit der gesamten Lithosphäre variiert von wenigen Kilometern am mittelozeanischen Rücken bis 100 km oder 200 km auf den Kontinenten und beträgt im Mittel etwa 100 km. Die Moho befindet sich in kontinentaler Lithosphäre in Tiefen von 30–50 km. Bei stark verdickter Kruste, z. B. unter einem jungen Faltengebirge, liegt sie sogar in Tiefen bis zu 80 km. In ozeanischer Lithosphäre befindet sich die Moho in nur 5–7 km Tiefe. Unterhalb der Spreizungszone eines mittelozeanischen Rückens zeigt die Moho direkt den Übergang zur Asthenosphäre an, da dort der lithosphärische Mantel fehlt.

Die Lithosphäre wird in sieben große Lithosphärenplatten unterteilt, die in verschiedenen Anteilen aus kontinentaler und ozeanischer Lithosphäre bestehen. Dies sind die Nordamerikanische Platte, die Eurasische Platte, die Südamerikanische Platte, die Afrikanische Platte, die Australische Platte, die Antarktische Platte und die Pazifische Platte. Hinzu kommen weitere, kleine Platten, wie z. B. die Nazca-Platte oder die Philippinische Platte. Auch lassen sich die genannten Großplatten weiter in verschiedene kleinere Platten unterteilen. All diese Platten liegen der Asthenosphäre auf und befinden sich in ständiger, wenngleich in menschlichen Zeitmaßstäben kaum wahrnehmbarer Bewegung.

Dynamik[Bearbeiten]

Hauptartikel: Plattentektonik
Schematische Darstellung der Dynamik von Lithosphärenplatten: Divergenz an Mittelozeanischen Rücken und Konvergenz an Subduktionszonen sowie eine mögliche Initialform von Plattendivergenz (Backarc-Dehnung).
Alternative, weniger schematische Darstellung der Dynamik von Lithosphärenplatten

Die starren Platten „schwimmen“ auf der vergleichsweise duktilen (nachgiebigen) Asthenosphäre. Sie befinden sich in ständiger Bewegung mit Geschwindigkeiten bis 10 cm pro Jahr. Als eine Ursache dieser Kontinentaldrift werden thermische Konvektionsströmungen im Erdmantel angenommen.

Die Dynamik der Lithosphärenplatten wird allgemein als Plattentektonik bezeichnet. Hinsichtlich der Plattenbewegungen unterscheidet man drei verschiedene Modi:

  • konvergierende (aufeinander zu driftende) Platten
  • divergierende (auseinanderdriftende) Platten: Plattengrenze äußert sich durch mittelozeanischen Rücken (MOR) entlang dessen zentraler Achse ständig neue ozeanische Kruste durch aufsteigendes Magma gebildet wird (Ozeanbodenspreizung). Aus kleineren Spalten strömen am Ozeanboden der MOR große Mengen an heißen mineralischen Lösungen aus, wodurch in diesen Gebieten schwarz oder weiß „rauchende“, turmartige Gebilde entstehen (siehe Lost City).
  • Relativbewegungen quer zur Plattengrenze („aneinander vorbei“ driftende Platten)

Als Folge der Plattentektonik finden sich an allen Plattengrenzen stets Erdbeben und oft Vulkanismus. Außerdem unterscheiden sich die kontinentale und die ozeanische Erdkruste in ihrem Alter. Während ozeanische Erdkruste aufgrund der Subduktion in der Regel nur 160–190 Millionen Jahre alt wird, gibt es kontinentale Erdkruste, die 4 Milliarden Jahre alt ist.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Wolfgang Frisch, Martin Meschede, Ronald C. Blakey: Plate Tectonics – Continental Drift and Mountain Building. Springer, 2011, ISBN 978-3-540-76504-2, S. 4 ff.