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Vorlesung Allgemeine Geologie, Prof. Dr. Eckart Wallbrecher, Sommer-Semester 2005
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Vorlesung Allgemeine GeologieTeil II
Prof. Dr. Eckart WallbrecherSommer-Semester 2005Mo, Di, Mi 8.15 9.00 Uhr
Plattentektonik
Die Panga Alfred Wegeners
S : SalzlagerstttenK: KohleE: Eis
Alfred Wegener (1880 1930)1924 1930 in Graz
Alfred Wegener
geb. 1.11. 1880 in Berlin
promoviert 1904 in Astronomie in Berlin
1906, 1912-13 Polar-expeditionen nach Grnland
1924 Professur fr Meteorologie in Grazgest. Nov. 1930in Grnland
Alfred Wegeners Argumente fr eine Panga
Eiszeiten der Sdhalbkugel
Pflanzen der Sdhalbkugel
Kohle und Salzlager der Nordhalbkugel
Gebirgsverbindungen
Eiszeiten der Sdhalbkugel
Pflanzen der Sdhalbkugel
Kohle und Salzlager der Nordhalbkugel
Gebirgsverbindungen
Untersttzung von Alexandre du ToitUntersttzung von Alexandre du Toit
(1912 auf einer Tagung in Frankfurt)
Panga vor 280 Ma (Unterperm)
Grenze der Glossopteris-Flora
Permische Vereisung
Umgezeichnet nach Windley, 1996
Gebirgszge Pangas
Aus Closs et al. (Spektrum), 1984
Vorstellungen ber Ausbreitung der Wirbel-tiere vor dem plattentektonischen Konzept
Cartoons von John Holden
Fixistische-Theorien
Eduard Sue (1894): Der Zusammenbruch des Erdballes ist es, dem wir beiwohnen.Eduard Sue (1894): Der Zusammenbruch des Erdballes ist es, dem wir beiwohnen.
Die Kontraktions-Theorie
Entstehung der Theorie derPlattentektonik
Entstehung der Theorie derPlattentektonik
Wie kam es zum Paradigmen-Wechsel von der fixistischen zur mobilistischen Betrachtung?Wie kam es zum Paradigmen-Wechsel von der fixistischen zur mobilistischen Betrachtung?
Erste Zweifel bereits von G. Leclerc de BuffonErste Zweifel bereits von G. Leclerc de Buffon
Erste mobilistische Betrachtungen:
Albert Heim (1849 1937) Albert Heim (1849 1937)
Marcel Bertrand (1847 1907)Marcel Bertrand (1847 1907)
Gebirgsbildung durch Faltung (fixistisch)Gebirgsbildung durch Faltung (fixistisch)
Gebirgsbildung durch Deckentrasnsport(mobilistisch)
Gebirgsbildung durch Deckentrasnsport(mobilistisch)
Theorien des DeckenbausDie Glarner Doppelfalte (Arnold Heim, 1878, 1891)Die Glarner Doppelfalte (Arnold Heim, 1878, 1891)
Deutung als Deckenschub (M. Bertrand, 1883, Heim, 1906)Deutung als Deckenschub (M. Bertrand, 1883, Heim, 1906)
Konvektions-Theorie
O. Ampferer, (1875 1947): Unterstrmungstheorie (1906)R. Schwinner (1878 1953): thermisch bedingte KonvektionA. Holmes 1890 1965): Bewegung der Erdkruste durch
Konvektion (1929)
O. Ampferer, (1875 1947): Unterstrmungstheorie (1906)R. Schwinner (1878 1953): thermisch bedingte KonvektionA. Holmes 1890 1965): Bewegung der Erdkruste durch
Konvektion (1929)
O. Ampferer R. Schwinner A. Holmes
Erklrung der westalpinen Decken mit der Unterstrmungs-
(Verschluckungs)-Theorie Ampferers
Deutung des Sunda-Bogens mit derVerschluckungstheorie Ampferersin Schwinner (1941): Der Begriff der
Konvektionsstrmung in der Mechanik der Erde
Holmes Konvektions-Theorie
Umgezeichnet nach Holmes, 1929
Die Heezen-Karte
Kartierung des OzeanbodensKartierung des Ozeanbodens
Deep Sea Drilling Project (Ocean Drilling Project)
Nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Das Bohrschiff JoidesResolution
Das Bohrschiff JoidesResolution
Sedimente am Ozeanboden
alt jung
Die Vine-Mathews-Hypothese
Auf beiden Seiten des Mittelatlantischen Rckens wurden symme-trische Magnetstreifen-Muster entdeckt.
Auf beiden Seiten des Mittelatlantischen Rckens wurden symme-trische Magnetstreifen-Muster entdeckt.
Nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Seismizitt
Vertikal-Seismometer Horizontal-Seismometer
Seismische Registrierung (Geophone)
Auenansicht Schnitt durch ein Geophon
Laufzeitkurven
Erdbebenherd und Beob-achtungsstationen
EinsatzderP- undS-Wellen
Bestimmung des Epizen-trums
Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Seismische Grtel der Erde
Press & Siever, 1986
Ozeanboden-Spreizung
H. H. Hess (1962): Sea Floor SpreadingNach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Die Spreizungszone des Mittelatlantischen Rckens auf Island
Tiefseerinnen
Der NW-Rand des Pazifischen OzeansDer NW-Rand des Pazifischen OzeansPress & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
New Global TectonicsOliver & Sykes 1968
New Global TectonicsOliver & Sykes 1968
Die Lithosphren-Platten
Eurasische Platte
AfrikanischePlatte
NordamerikanischePlatte
Sd-amerikanische
Platte
PazifischePlatte
Indisch-australischePlatte
Antarktische Platte
7 Groplatten
Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Die Entstehung eines Ozeans
Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Wo bleibt die ozeanische Lithosphre?
Wo bleibt die ozeanische Lithosphre?
Subduktionszonen
Die Benioff-Flche
Kontinentale Kruste
Ozeanische Kruste
Hypozentrender Erdbeben
Epizentrender ErdbebenBenioff-Flche
Aktiver Kontinentalrand und Subduktionszone
Aus Toksz, 1984 (Spektrum)
Berechnung der Isogradennach 16 Ma
Die Benioff-Flche am Tonga-Kermadec-Graben
N
Aus McKenzie, 1984 (Spektrum)
Arten der Platten-Grenzen
Ozean Kontinent Kollision (aktiver Kontinentalrand)(Nazca-Platte - Sdamerika)
Ozean Ozean Kollision(Indisch-australische Platte - pazifische Platte)
Divergierende (produktive) Plattengrenzenkonvergierende (consumptive) Plattengrenzen
Ozean Kontinent Kollision (aktiver Kontinentalrand)(Nazca-Platte - Sdamerika)
Ozean Ozean Kollision(Indisch-australische Platte - pazifische Platte)
Divergierende (produktive) Plattengrenzenkonvergierende (consumptive) Plattengrenzen
Ablsung der Kontinental-Drift-Theorie
Cartoons von J. Holden
Entwicklung des Atlantik im Mesozoikum
Umgezeichnet nach Ozeane & Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)
125 MaUnterkreide
165 MaMittlerer Jura
Entwicklung des Atlantik im Tertir
Umgezeichnet nach Ozeane & Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)
36 MaEozn
80 MaOberkreide
Basaltintrusionen bei der Atlantik-ffnung
Aus Stanley, 1999
Basaltgang in denPalisades imStaate New York
Basaltgang in Trias-Gesteinen(Sdflanke des HohenAtlas, Marokko)
Plattengeschwindigkeiten [cm/Jahr]1.8
2.3
2.32.5
3.0
4.1
Mittelatlantischer
Rcken
1.31.7
Atlant
isch-ind
ischer
Rcken
2.0
2.03.0
Carlsberg-
Rcken 6.2
7.3
7.5 7.2
Sdost-indischer Rcken 5.7
7.710.3
16.8
17.2 6.0
6.0
Ost
-pa
zifi
sche
rR
cke
n
10.5
7.1
3.7
Tong
a-gr
aben
umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Geschwindigkeit ~ Breite der Magnetstreifen
Bewegung der KontinenteDie relative Bewegung der Kontinente
zueinander kann mit Hilfe der MagnetisierungIn Sedimenten oder Lavastrmen ermittelt werden
Die relative Bewegung der Kontinente zueinander kann mit Hilfe der Magnetisierung
In Sedimenten oder Lavastrmen ermittelt werden
Magnetische Partikelregeln sich nach demrezenten Magnetfeldein.
Magnetische Partikelregeln sich nach demrezenten Magnetfeldein.
Aus flssiger Lava kristallisierendeMinerale speichern das rezente Magnetfeld
Aus flssiger Lava kristallisierendeMinerale speichern das rezente Magnetfeld
Nach Press & Siever (Spektrum), 1995
PolwanderungskurvenScheinbare Polwanderungskurvenfr Europa und Nordamerika.
Von vor 500 Ma bis heute
Der Pol war fest, whrend diePlatten gewandert sind.
PalomagnetismusPalomagnetismus
Afrik
a
Polwanderungskurve des Sdpols im Phanerozoikum
Gondwana Lau
russ
ia
Indien
Europa
N-Amerika
S-AmerikaAustralien
AntarktisVariszisch
Umgezeichnet nach Windley, 1996Mesozoisch
Panga
Was bedeuten die Strungsmuster an den mittelozeanischen Rcken?
Transform-Strungen
(TransformFaultsTuzo Wilson1965)
Transform-Strungen
Transform-Strungen verbindenversetzte Spreizungsachsen
Transform-Strungen verbindenversetzte Spreizungsachsen
Aufnahme des Satelliten Seasat(Gravitation)
AfrikaSdamerika
Asien
Australien
Nord-amerika
Umgezeichnet nach Francheteau, 1984 (Spektrum)
3 verschiedene Typen von Plattengrenzen
divergierendkonvergierend Transform-Strung
Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Transform-Strungen am Westrand Nordamerikas
Die San Andreas-Strungist eine dextrale Transform-Strung
Umgezeichnet nach Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Geometrie der Plattenbewegungen
Jede geradlinige Bewegung auf der Erdoberflche ist
eine Rotation um den Erdmittelpunkt
Jede geradlinige Bewegung auf der Erdoberflche ist
eine Rotation um den Erdmittelpunkt
Rotationsachse
Euler-Pol
Rotationspol (Euler-Pol)RotationskegelRotationsquatorRotationswinkelWinkelgeschwindigkeitder Rotation (d/dt)
Der Versatz ist null am Polund maximal am quator
Umgezeichnet nach Dewey, 1984 (Spektrum)
Der Versatz ist null am Polund maximal am quator
Produktion und Subduktion
Spreizungsachsenauf Grokreisen
Transform-Strungenauf Kleinkreisen Subduktion
schief
Transform-Strungen
Spreizung - SpreizungSpreizung - Subduktion
Subduktion - Subduktion
Transform-StrungenVerbinden:
Bestimmung des Rotationspols
Platte B
Platte A
Rotationspol
Spreizungs-achse
AktiveTransform-Strung
InaktiveTransform-Strung
Aus Kleinkreisender Transform-Strungen
Bestimmung des Rotationspols fr den NordatlantikAus den Grokreisen der Spreizungsachsen
Nach Press & Siever, 1986
Der Rotationspol liegt im Nrdlichen AtlantikKoordinaten:58 Nord36 West
Der Rotationspol liegt im Nrdlichen AtlantikKoordinaten:58 Nord36 West
Transpression und Transtension
TranspressionTranstension
Pull-Apart-Becken(Aufreibecken) Aufschiebungen
Falten
Becken mit SedimentfllungAbschiebungen
Umgezeichnet nach Frisch & Loeschke, 1986
ZerrungPressung
Geometrie von Pull-Apart-Becken
Dextrales Pull-Apart-Becken
SinistralesPull-Apart-Becken
Das San Andreas-Strungs-System
Die San Andreas-Strung
Aus Press & Siever (Spektrum Lehrbcher), 1995
Rotes Meer, Sinai, Jordan
Die Jordan-Strung
Aus Burchfiel, 1987 (Spektrum)
Eine sinistraleTransform-StrungZwischen Afrikani-Scher und Arabischer Platte
Versatz: 105 km
Kontinentale Transform-Strungen
Jordan-Strung (Jordanien, Israel)Nordanatolische Strung (Trkei)Kabir-Strung (Iran)Hari-Rud-Strung (Afghanistan)Alpine Fault (Neuseeland)Periadriatische Naht (Alpen)
Die Alpine FaultDie Alpine Faultverbindet zweiSubduktionszonen(T-T-Strung)
Tripelpunkte
RTF-Tripelpunkte Westkste Nordamerikas
Pazifische Platte
NordamerikanischePlatte
Vancouver
San Francisco
Kanada
USA
Mexico
Cocos-Platte
kalifornischeHalbinsel
Juan deFuca-Platte
RTF-Tripel-punkt 1
RTF-Tripel-punkt 2
Pull-apart-Becken
R-R-R-Tripelpunkt
Umgezeichnet nach Press & Siever, 1986
Tripelpunkte sdlich von Mexiko
RTF
RRR
Umgezeichnet nach Franchteau, 1984 (Spektrum)
Kritik an der Plattentektonik
Aus Frisch & Loeschke, 1986
Vorlesung Allgemeine GeologieTeil IIPlattentektonikDie Panga Alfred WegenersAlfred WegenerAlfred Wegeners Argumente fr eine PangaPanga vor 280 Ma (Unterperm)Gebirgszge PangasVorstellungen ber Ausbreitung der Wirbel-tiere vor dem plattentektonischen Konzept Fixistische-TheorienEntstehung der Theorie der PlattentektonikErste mobilistische Betrachtungen:Theorien des DeckenbausKonvektions-Theorie Erklrung der westalpinen Decken mit der Unterstrmungs-(Verschluckungs)-Theorie AmpferersDeutung des Sunda-Bogens mit derVerschluckungstheorie Ampferersin Schwinner (1941): Der Begriff der Konvektionsstrmung in deHolmes Konvektions-TheorieDie Heezen-KarteDeep Sea Drilling Project (Ocean Drilling Project)Sedimente am OzeanbodenDie Vine-Mathews-HypotheseSeismizittSeismische Registrierung (Geophone)LaufzeitkurvenSeismische Grtel der ErdeOzeanboden-SpreizungDie Spreizungszone des Mittelatlantischen Rckens auf IslandTiefseerinnenNew Global TectonicsOliver & Sykes 1968Die Lithosphren-PlattenDie Entstehung eines OzeansWo bleibt die ozeanische Lithosphre?Die Benioff-FlcheAktiver Kontinentalrand und SubduktionszoneDie Benioff-Flche am Tonga-Kermadec-GrabenArten der Platten-GrenzenAblsung der Kontinental-Drift-TheorieEntwicklung des Atlantik im MesozoikumEntwicklung des Atlantik im TertirBasaltintrusionen bei der Atlantik-ffnungPlattengeschwindigkeiten [cm/Jahr]Geschwindigkeit ~ Breite der MagnetstreifenBewegung der KontinentePolwanderungskurvenPolwanderungskurve des Sdpols im PhanerozoikumWas bedeuten die Strungsmuster an den mittelozeanischen Rcken?Transform-StrungenAufnahme des Satelliten Seasat(Gravitation)3 verschiedene Typen von PlattengrenzenTransform-Strungen am Westrand NordamerikasGeometrie der PlattenbewegungenProduktion und SubduktionTransform-StrungenBestimmung des RotationspolsBestimmung des Rotationspols fr den NordatlantikTranspression und TranstensionGeometrie von Pull-Apart-BeckenDas San Andreas-Strungs-System Die San Andreas-StrungRotes Meer, Sinai, JordanDie Jordan-StrungKontinentale Transform-StrungenDie Alpine FaultTripelpunkteRTF-Tripelpunkte Westkste NordamerikasR-R-R-TripelpunktTripelpunkte sdlich von MexikoKritik an der Plattentektonik