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1. Gliederung 1. Die Anden – ein kurzer Überblick 1. Die Anden – ein kurzer Überblick 2. Scherspannungen an der Trennflächezwischen Nazca-Platte und Mantelkeil.

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2 Gliederung 1. Die Anden – ein kurzer Überblick 1. Die Anden – ein kurzer Überblick 2. Scherspannungen an der Trennflächezwischen Nazca-Platte und Mantelkeil 2. Scherspannungen an der Trennflächezwischen Nazca-Platte und Mantelkeil 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik 4. Zusammenhang des Klimawandels undder tektonischen Entwicklung der Anden 4. Zusammenhang des Klimawandels undder tektonischen Entwicklung der Anden 5. Zusammenfassung und Diskussion 5. Zusammenfassung und Diskussion 2

3 1. Die Anden – ein kurzer Überblick 3

4 längste Gebirgskette der Welt (7500 km) bis zu 7000 m hoch Subduktionsorogen Raum stärkster seismischer und vulkanischer Aktivität Tiefseerinne: bis zu 7 km Aconcagua: 6,9 km -> 13 km Höhenunterschied 4

5 2. Scherspannungen an der Trennfläche zwischen Nazca-Platte und Mantelkeil 5

6 6 buoyancy stress contrast: - Unterschied Auftriebskraft pro Fläche - = 30 – 140 MPa berechnete durchschnittliche Scherspannung: 10 – 50 MPa zwischen 10°S und 33°S höchster buoyancy stress contrast

7 keine signifikante Änderung der thermischen Struktur mit der Breite T ~ (q 0 + V) mit T = Temperatur bei jeder beliebigen Tiefe nahezu konstanter Wärmeterm q 0 + V = const.= 160 mW/m 2 q 0 = Wärmefluss = berechnete Scherspannung ( = F/A) V = Subduktionsgeschwindigkeit 7

8 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik 8

9 9 Ursache Schwankung der Scherspannungen: breitengradabhängige Veränderung des Reibungs-Koeffizienten der seismogenen Kopplungszone Erklärung dafür liefert Sedimentauffüllung der Tiefseerinne Plattenteile zwischen Basalten und Grundgestein -> minimale Schmierung -> höhere Scherspannungen

10 Funktion der Sedimente als Schmiermittel a) Subduktionszone ohne Sedimentfüllung Spitze der überfahrenden Platte abgeraspelt Unsortierter, wasser- armer Schutt als Schmiermittel Platte wird abgekühlt großwinklige Abschiebungen sichtbare Erscheinungen 10

11 b) Subduktionszone mit Sedimentfüllung feinkörnige, gut sortierte Sedimente + viel Wasser -> gute Schmierung -> glattes Gleiten Erwärmen der Platte durch Sedimentauflast 11

12 Peru – Chilegraben stark an Sedimenten verarmt -> direkte Konsequenz ariden Klimas kein Sedimentabtransport aus Anden Anden Wetterscheide -> stoppen feuchte Luft aus Osten weiter nördlich und südlich -> feuchteres Klima -> Sedimente erreichen Mächtigkeiten von 2,5 km 12

13 4. Zusammenhang zwischen Klimawandel und tektonischer Entwicklung der Anden 13

14 Globale Haupttrends im Klima und der tektonischen Entwicklung der Anden bei 20°S 14 Abkühlung PCC Konvergenz- Geschwindigkeit Verarmung Tiefseerinne an Sedimenten behind-arc Verkürzung T T Langfristige Trends im benthischen O 2

15 Abkühlen Klima und Ozeane -> Entstehung der Anden kalter PCC + Auftrieb kalten Tiefenwasser -> Luftmassen kühlen sich ab -> kein Aufstieg Feuchtigkeit nordwärts Verschiebung des ACC + weite Ausdehnung Eis Antarktikas -> Abkühlung PCC 15

16 im Miozän: Anden stiegen über 3 km Trockenheit -> Sedimentfluss eingeschränkt Fehlende Schmiermittel -> Ansteigen Scherspannungen ostwärts Wanderung vulkanischen Bogens während Eozän aufgrund Sedimentmangels 16

17 5. Zusammenfassung und Diskussion 17

18 hohe Gebirge wie Anden -> nicht typisch für aktive Plattenränder Gebiet müssen dafür optimale Klimabedingungen aufweisen -> Förderung/Unterbindung Sedimentation Abkühlung des PCC + globale Abkühlung gilt als Auslöser steigender Küstentrockenheit -> eingeschränkte Sedimentation -> Ansteigen der Scherspannungen 18


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