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Subduktion
Die Subduktion (von
lat. sub „unter“, ducere „führen“) oder Unterschiebung ist ein fundamentaler Prozess der Plattentektonik. Der Begriff bezeichnet das Abtauchen einer Lithosphärenplatte unter eine andere, genauer das Abtauchen ozeanischer Lithosphäre am Rand einer tektonischen Platte in den darunter liegenden Teil des Erdmantels, während dieser Plattenrand gleichzeitig von einer anderen, angrenzenden Lithosphärenplatte überfahren wird. Beim Abtauchen der Platte erfahren deren Krustengesteine eine Metamorphose. Dabei steigt die Dichte des abgetauchten Teils derart an, dass er tief in den Erdmantel absinken kann.
Damit Subduktion in diesem Sinne stattfinden kann, müssen sich zwei Platten aufeinander zubewegen. Man nennt ihren Kontaktbereich deshalb eine konvergierende Plattengrenze oder auch, weil dort Krustenmaterial „vernichtet“ wird, eine destruktive Plattengrenze. Die abtauchende Platte heißt Unterplatte, die überfahrende Oberplatte. Der in den Erdmantel abgetauchte Teil der Unterplatte wird Slab (engl. für „(Stein-)Platte“) genannt. Der gesamte Bereich der Lithosphäre, der von der Subduktion unmittelbar beeinflusst wird, heißt Subduktionszone. Dort treten besondere tektonische und magmatische Phänomene auf.
Vulkanismus an einer Subduktionszone
Geodynamische Voraussetzungen
Subduktion, so wie sie heute stattfindet, erfordert einen festen (aber plastisch verformbaren) und relativ „kalten“ Erdmantel. Deshalb tritt sie wahrscheinlich erst seit dem dritten Erdzeitalter (Mesoarchaikum) auf.
Ursachen und Mechanismus
Ozeanische Lithosphäre verweilt, in erdgeschichtlichen Zeiträumen betrachtet, nur relativ kurze Zeit an der Oberfläche des Erdkörpers, weil sie weniger Auftrieb besitzt als kontinentale Lithosphäre und mit zunehmendem Alter auch noch fortwährend an Auftrieb verliert. Gegenwärtig gibt es deshalb kaum ozeanische Kruste, die älter ist als etwa 180 Millionen Jahre (Jura), denn älteres Material wurde bereits wieder subduziert.
Die Subduktion erfolgt an den Subduktionszonen, wo sich der Rand einer Lithosphärenplatte in mehr oder weniger steilem Winkel nach unten biegt. An vielen Stellen der Erde wurden solche in den Erdmantel hinunter„hängenden“ Plattenenden (Slabs) mit seismologischen Verfahren nachgewiesen.
Durch das Abtauchen erhöht sich die Temperatur und der Druck im Slab, was Gesteinsumwandlungen insbesondere des Krustengesteins auslöst, wodurch dessen Dichte noch weiter ansteigt, statt durch die Erwärmung geringer zu werden. Ozeanische Lithosphäre behält also im Abtauchen eine höhere Dichte als das Material des sublithosphärischen Mantels, aus dem sie einst hervorgegangen ist, und kehrt dadurch nicht unmittelbar in diesen zurück. Vielmehr zieht der Slab selbst in größerer Tiefe den noch an der Oberfläche des Erdkörpers liegenden Teil der Platte gravitativ – durch seine Schwere – nach. Diese Antriebskraft der weiteren Subduktion wird auf Englisch slab pull („Plattenzug“) genannt. Der „Plattenzug“ gilt als ein möglicher Antriebsfaktor der Plattendrift und somit der gesamten Plattentektonik.
Wenn irgendwo Material von der Erdoberfläche verschwindet, muss irgendwo anders neues Material auftauchen, denn der Oberflächeninhalt der Erdkugel ist konstant. Deshalb gibt es neben den Materialsenken der Subduktionszonen auch Materialquellen, vor allem ein ähnlich ausgedehntes, erdumspannendes Netz von Spreizungszonen (siehe auch → Mittelozeanischer Rücken), in denen fortwährend aufdringendes Asthenosphärenmaterial neue ozeanische Lithosphäre bildet. Daneben fördern auch von der Kern-Mantel-Grenze aufsteigende sogenannte Mantelplumes heißes Mantelmaterial bis an die Unterseite der Lithosphäre und bilden dort Hotspots, die eine besondere, von Plattengrenzen unabhängige Form von Vulkanismus auslösen. Subduktion, Plattendrift, Ozeanbodenspreizung und Mantelplumes sind Ausdruck der Mantelkonvektion der Erde.
Siehe auch
Weblinks
Quellen
Bildernachweis