Cenozoic climate CHANGE AS A POSSIBLE CAUSE FOR THE RISE OF THE ANDES

Präsentation zum Thema: "Cenozoic climate CHANGE AS A POSSIBLE CAUSE FOR THE RISE OF THE ANDES"—  Präsentation transkript:

1 Cenozoic climate CHANGE AS A POSSIBLE CAUSE FOR THE RISE OF THE ANDES

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

3 1. Die Anden – ein kurzer Überblick

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

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

6 buoyancy stress contrast:
- Unterschied Auftriebskraft pro Fläche - DG = 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 ~ (q0 + tV) mit T = Temperatur bei jeder beliebigen Tiefe nahezu konstanter Wärmeterm q0 + tV = const.= 160 mW/m2 q0 = Wärmefluss t = berechnete Scherspannung (t = F/A) V = Subduktionsgeschwindigkeit

8 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik

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 Normal fault = Abschiebung, slumping = Rutschung

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

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

13 4. Zusammenhang zwischen Klimawandel und tektonischer Entwicklung der Anden

14 Globale Haupttrends im Klima und der tektonischen Entwicklung der Anden bei 20°S
behind-arc Verkürzung T ↓ Konvergenz- Geschwindigkeit Abkühlung PCC Langfristige Trends im benthischen O2 Verarmung Tiefseerinne an Sedimenten

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

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

17 5. Zusammenfassung und Diskussion

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