Geologie der Lithosphäre Teil III Vorlesung 4.11. – 20.11. 2003 Mo, Di, Mi, Do 9.15 – 10.00 Prof Dr. E. Wallbrecher

Der Wilson-Zyklus Ein Wilson-Zyklus beschreibt die Entstehung, die Entwicklung und das Verschwinden eines Ozeans. Die einzelnen Stadien sind: Zerbrechen kontinentaler Kruste, Entstehung einer ozeanischen Spreizungszone, maximale Ausdehnung der Ozeanischen Kruste, Subduktion, Verschwinden der ozeanischenKruste, Kontinent – Kontinent - Kollision

Die Stadien eines Wilson-Zyklus An verschieden weit entwickelter ozeanischer Kruste kann man einzelne Stadien eines Wilson-Zyklus beobachten: Bildung eines kontinentalen Grabens (Ostafrikanischer Graben) Beginnende Ozeanisierung (Rotes Meer) Maximale Ausdehnung der ozeanischen Kruste mit passiven Kontinentalrändern (Atlantik) Subduktion der ozeanischen Kruste mit aktiven Kontinental- rändern (Pazifik) Restozean (Mittelmeer) Kontinent – Kontinent – Kollision (Himalaya)

Bildung eines kontinentalen Grabens 1. Stadium Bildung eines kontinentalen Grabens

Tripelpunkte und mantle plumes niedrig temperierte Schmelzen Aufwölbung der Lithosphäre mantle-plume aus dem unteren Mantel Ein ‚mantle plume‘ ist eine wahrscheinlich aus dem unteren Mantel stammende schlauchförmige Wärme-Anomalie. Der Punkt, an dem eine solche Anomalie an die Oberfläche gelangt, wird Hot Spot genannt. Umgezeichnet nach Windley, 1996

Aus Hot Spots entstandene Lavadecken der Kreidezeit umgezeichnet nach Windley, 1996

Entstehung eines Ozeans aus einem Tripelpunkt Aufwölbung und Vulkan über einem mantle plume Ein rrr-Tripelpunkt entsteht Failed arm Aula- kogen 2 Riftarme werden zu einem ozeanischen Rücken

1.) Grabenbildung (Rifting, Taphrogenese) Beginnt mit einem Tripelpunkt auf kontinentaler Kruste Kreide Tripelpunkt Rezent Rotes Meer Golf von Aden Benue-Trog (Aulakogen) Afar-Senke Umgezeichnet nach Windley, 1996

Entwicklung eines kontinentalen Grabens Evaporite (Salze) terrestrische Sedimente Tuffe, vulkanischer Schutt Lavadecken aufdringendes basaltisches Magma

Der Rhein Rhône-Graben Tiefe der Kruste- Mantel-Grenze

Profil durch den Rheingraben Kontinentale Kruste Asthenolith (Mantelkissen, Manteldiapir) Oberer Mantel

Der Ostafrikanische Graben Nairobi Länge 4 000 km Breite 30 – 70 km Versatz > 6 000 m

Merkmale von kontinentalen Gräben Hohe Seismizität Hoher Wärmefluß (> 2.0 HFU) Alkaliner Magmatismus und Vulkanismus Negative Schwere-Anomalie (Bouguer-Schwere)

Gemessen wird die Erdbeschleunigung in gal Schwere-Anomalie Gemessen wird die Erdbeschleunigung in gal 1 gal = 1 cm/sec2 = 1000 mgal. normal: 980 gal leichte Sedimente hochliegende Moho Bouguer- Schwere

Hypersaline Seen Der Magadi-See (Kenia) ist einer von vielen Natron-Seen im Ostafrikanischen Graben-System

Bildung eines mittelozeanischen Rückens 2. Stadium Bildung eines mittelozeanischen Rückens

Der Golf von Aden NASA Foto SCI-1458, Gemini XI

Entstehung neuer ozeanischer Kruste Beispiel: Rotes Meer, Golf von Aden, Afar- (Danakil-) Senke Rotes Meer Golf von Aden Afar - Dreieck

Unterschiede zu Gräben Entstehung ozeanischer Kruste Positive Bouguer-Anomalie

Das Afar-Dreieck (Danakil-Senke) Aus Frisch & Löschke, 1986

hypothetisches Profil durch die Afar-Senke Aus Frisch & Löschke, 1986