Die Plattentektonik beschäftigt sich mit der Formung der Erdkruste durch geologische Kräfte. Es beruht auf dem Verständnis, dass die Kruste in große Stücke oder Platten unterteilt ist, die auf dem unter der Oberfläche vorhandenen geschmolzenen Magma sitzen. Strömungen im Inneren bewirken, dass sich die Platten bewegen, was viele verschiedene geologische Ereignisse verursacht, darunter Erdbeben und die Bildung von Bergen und Vulkanen. Zu verstehen, wie sich Platten bewegen und interagieren, ist der Hauptzweck der Plattentektonik.
Die Erdkruste
Während es so aussehen mag, als sei die Erdkruste eine feste Hülle, behauptet die Plattentektonik, dass sie in mehrere große Stücke zerbrochen ist. Diese Stücke werden als tektonische Platten bezeichnet und sind im Durchschnitt etwa 50 km dick. Unter den Platten befindet sich die teilweise geschmolzene Schicht des Erdkerns, der sogenannte Mantel. Der Erdmantel befindet sich in ständiger Bewegung, angetrieben von der Hitze des Erdinneren; es wirkt wie ein Förderband, das die darüber schwebenden Platten langsam bewegt.
Laut Plattentektonik gibt es 14 Hauptplatten:
Pazifische Platte
Juan de Fuca-Platte
Nordamerikanische Platte
Südamerikanische Platte
Karibischer Teller
Kokosplatte
Nazca-Platte
Schottische Platte
Antarktis-Platte
Afrikanischer Teller
Arabische Platte
Eurasische Platte
Indisch-Australische Platte
Philippinischer Teller
Die Platten bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 bis 3 cm pro Jahr. Während sie sich bewegen, baut sich an ihren Grenzen Druck auf, was zu verschiedenen Arten von geologischen Ereignissen führt: Kruste wird erzeugt, zerstört oder zerkleinert; Erdbeben treten auf; Bergketten erheben sich; und Kontinente schrumpfen und wachsen.
Subduktionszonen und divergente Zonen
Wenn eine dünne ozeanische Platte mit einer dickeren Kontinentalplatte konvergiert oder in sie hineingedrückt wird, wird die ozeanische Platte unter die Kontinentalplatte nach unten gedrückt. Dies wird als Subduktionszone bezeichnet und ist normalerweise durch einen tiefen Graben gekennzeichnet. Wenn der Rand der ozeanischen Platte in den weichen, geschmolzenen Mantel gleitet, zieht er den Rest der Platte mit. Dieser Vorgang wird als Brammenzug bezeichnet.
Da die Kruste in Subduktionszonen verbraucht wird, entsteht sie in divergenten Zonen. In diesen Zonen ziehen sich die Platten voneinander weg. Das beste Beispiel ist der Mittelatlantische Rücken, der auf halbem Weg zwischen der Ostküste der Vereinigten Staaten und Afrika liegt und die Plattengrenzen der Nordamerikanischen und Afrikanischen Platte markiert. An der Stelle der sich ausbreitenden Platten quillt ständig vulkanisches Material vom Meeresboden auf und bildet neue Meereskruste, wenn sich die alte Kruste nach außen bewegt.
Berge, Erdbeben und Vulkane
Wenn zwei Kontinentalplatten zusammenlaufen, bilden sie Gebirgszüge. Dies geschieht, wenn die Platten zusammengedrückt werden und die Kruste nach oben drücken, ähnlich wie die Falten in einer Decke. Das höchste Gebirge der Erde, der Himalaya, entstand als die indisch-australische Platte mit der eurasischen Platte kollidierte. Tatsächlich bewegt sich die indisch-australische Platte weiter nach Norden, und die Berge wachsen immer noch.
Anstatt zu kollidieren, reiben einige Platten aneinander vorbei. Da die Gesteine an den Kanten der Platten nicht reibungslos aneinander vorbeigleiten können, führt die sehr langsame Bewegung dazu, dass sich allmählich Reibung aufbaut, bis die Platten „rutschen“ und ein Erdbeben verursachen. Die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien ist ein Paradebeispiel für diesen Schlupf; die pazifische und die nordamerikanische Platte gleiten in der Nähe dieses Gebietes aneinander vorbei und verursachen die berühmten Erdbeben in Kalifornien. Die Stärke und Länge dieser Erdbeben hängt davon ab, wie die Verwerfungszone durch die Plattenbewegung verformt wird.
Der „Ring of Fire“ ist eine Reihe aktiver Vulkane – darunter Mt. St. Helens, Mt. Fuji, Mt. Pinatubo und andere – die sich rund um den Pazifischen Ozean befinden. Während sie sich in nordwestlicher Richtung bewegt, reibt die Pazifische Platte an den umgebenden Platten. Dieses Reiben führt dazu, dass geschmolzenes Magma entlang der Außenkanten der Platte nach oben gedrückt wird, was viele der Vulkane in diesem Bereich verursacht.
Kontinentalverschiebung
Ein Vorläufer der Plattentektonik war die Theorie der Kontinentalverschiebung, die 1912 vom deutschen Wissenschaftler Alfred Lothar Wegener aufgestellt wurde. Wegner bemerkte, dass die Küsten von Afrika und Südamerika seltsam ähnlich waren, als ob sie zusammenpassen könnten. Er fand auch paläontologische Aufzeichnungen, die gemeinsame Küstenfossilien enthüllten. Diese und andere Daten führten Wegener zu der Hypothese, dass alle Kontinente einst zu einem Superkontinent verbunden waren, den er Pangäa nannte, was griechisch für „alle Länder“ ist.
Nach Wegeners Theorien begann Pangaea vor 200 Millionen Jahren langsam auseinanderzubrechen, zuerst in zwei riesige Landmassen, die er Gondwanaland und Laurasia nannte, und später in die heutigen Kontinente. Dies erklärte widersprüchliche geologische Aufzeichnungen, wie zum Beispiel Gletscherablagerungen in Gebieten, die heute Wüsten sind, oder die Überreste tropischer Pflanzen, die in der Antarktis gefunden wurden. Erst als eine Theorie entwickelt wurde, wie sich Kontinente bewegen könnten, wurde die Plattentektonik zu einer praktikablen Wissenschaft.