Tektonik - geographie.

Tektonik - geographie. Tektonik, Wissenschaftszweig der Geologie. Die Tektonik untersucht die durch erdinnere Kräfte und Bewegungen (,,endogene Dynamik") entstandenen Strukturformen der Erdkruste und die Mechanismen und Gesetzmäßigkeiten ihrer Entstehung. Der Maßstab dieser Strukturen erstreckt sich vom mikroskopischen Bereich (Mikrotektonik) bis zu den Großformen (Geotektonik) wie z. B. Platten (siehe Plattentektonik). Ursache aller tektonischen Vorgänge ist die ungleichmäßige Verteilung der Wärme innerhalb der Erde. Diese Wärme entsteht durch den radioaktiven Zerfall bestimmter Elemente, vor allem von Kalium, Uran und Thorium. Die Erdwärme setzt einen Wärmeaustausch (siehe Wärmeübertragung) zwischen dem Erdinneren und der Erdoberfläche in Form großräumiger Konvektionszellen in Gang. Infolgedessen ist die Erdkruste in Platten zerbrochen, die sich relativ zueinander bewegen. Diese Bewegungen sind die Ursache für die meisten großräumigen tektonischen Vorgänge, insbesondere für Gebirgsbildungen. Durch tektonische Vorgänge werden primäre Strukturen wie die Schichtung von Sedimenten verändert. Schichten werden zumeist eben und waagerecht abgelagert; Ausnahmen sind z. B. Schräg- und Kreuzschichtungen, die aber leicht erkennbar sind. Verfaltete oder schief stehende Schichten sind daher sichere Anzeichen für tektonische Vorgänge, die jünger sein müssen als die Schichten selbst. Grundsätzlich können alle festen Gesteine tektonisch deformiert werden. Die historische Interpretation tektonischer Strukturen ist eine wichtige Methode der historischen Geologie. Bei der Gliederung der Erdgeschichte spielen die tektonischen Phasen, Ären oder Zyklen eine wichtige Rolle. Diese Phasen umfassen auch die Gebirgsbildungen. Sie verliefen auf den verschiedenen Kontinenten nicht immer gleichzeitig. In Europa gliedert man in folgende Gebirgsbildungsphasen: assyntisch (im Präkambrium), kaledonisch (Kambrium bis Devon), variszisch (Devon bis Trias), alpidisch (Trias bis heute). Zu den Kaledoniden gehören z. B. die Gebirge Norwegens, zu den Varisziden die deutschen Mittelgebirge, zu den alpidischen Gebirgen zählen nicht nur die Alpen, sondern auch beispielsweise die Pyrenäen, der Apennin, die Karpaten und der Himalaya. Zu den grundlegenden Aufgaben der Tektonik gehört es, die Lage der geologischen Körper und der tektonischen Strukturen im Raum zu vermessen und in geologischen Karten, Profilen oder Diagrammen graphisch darzustellen. Die Lage einer Fläche (z. B. einer Schichtfläche) im Raum wird durch zwei Begriffe beschrieben: Streichen und Fallen. Die Streichrichtung ist durch die Schnittkante der Fläche mit der Horizontalen gegeben. Der Fallwinkel beschreibt die maximale Neigung der Fläche. In Fallrichtung - die horizontale Richtung der größten Neigung - würde also beispielsweise ein Wassertropfen die geneigte Fläche hinunterlaufen. Streich- und Fallrichtung stehen rechtwinklig aufeinander. Bei den Erscheinungen der tektonischen Strukturen werden Faltentektonik (plastische oder kontinuierliche Verformung) und Bruchtektonik (diskontinuierliche Verformung) unterschieden. Typische Strukturformen der Biegeverformung sind Falten, der Bruchtektonik Brüche, Verwerfungen (siehe Lineament) und Klüfte. Erdbeben sind Auswirkungen von Bruchtektonik (siehe San-Andreas-Störung). Nach der relativen Richtung der tektonischen Kräfte sind Kompression (Einengung), Dehnung (Spreizung) und Scherung zu unterscheiden. Kompression und Dehnung bewirken in der Regel vertikale Bewegungen der Gesteinskörper. Bei der Scherung werden Teilbereiche horizontal gegeneinander verschoben. Falten gehen immer auf Kompressionsbewegungen zurück, Brüche können bei allen drei Bewegungstypen auftreten. Ob ein Gestein auf Deformationen mit plastischer Verformung oder mit Bruch reagiert, hängt zunächst von seiner Verformbarkeit (Plastizität) bzw. Sprödigkeit ab. Ein Tonschiefer lässt sich leichter verformen als ein Sandstein, Sedimentgesteine generell leichter als die meisten Vulkanite und Plutonite (z. B. Granit). Die Art der Deformation eines Gesteinskörpers hängt aber auch von seiner Tiefenlage ab, denn mit der Tiefe steigen der umgebende, allseitige (lithostatische) Druck und die Temperatur, und damit nimmt seine Verformbarkeit zu. Würde ein Gestein an der Erdoberfläche auf eine Kraft spröde reagieren, also brechen, so reagiert es möglicherweise in 20 Kilometer Tiefe plastisch (duktil) und lässt sich plastisch verformen, also verfalten. Ferner beeinflusst die Geschwindigkeit der Verformung den Deformationstyp: Schnelle Verformungen führen eher zur Bruchtektonik, langsame Verformungen begünstigen eine Faltentektonik. Tektonische Kräfte sind auch vielfach, vor allem bei Vulkaniten, Plutoniten und Metamorphiten, für das Gefüge der Gesteine verantwortlich (siehe Gestein). Die Analyse des Gefüges dieser Gesteine kann dann wichtige Hinweise auf die einstmals wirkenden tektonischen Kräfte geben. Ein sehr wichtiges Gefügemerkmal ist die Schieferung vieler metamorpher Gesteine. Bei den schwach metamorphen Tonschiefern darf die Schieferung nicht mit der ähnlich aussehenden Schichtung verwechselt werden. Die Schieferung ist dem Gestein später aufgeprägt worden. Die Entstehung von Plutoniten, Vulkaniten und Metamorphiten vollzieht sich unter der direkten und indirekten Wirkung erdinnerer Kräfte. Auch bei der Bildung von Sedimentiten können diese indirekt einwirken. Tektonische Bewegungen bringen aber auch spezielle Gesteine hervor, so genannte Tektonite. Entlang von aktiven Störungen kann das umgebende Gestein mechanisch zerrieben werden. Durch diese Art der Dynamometamorphose entstehen die grobkörnigen Reibungsbrekzien (siehe Brekzie) und die feinkörnigen Mylonite. Ein Spezialgebiet ist die Salztektonik. Sie untersucht z. B. den Aufbau von Salzstöcken. Hier liegen aufgrund der besonders hohen Plastizität von Salzgesteinen außergewöhnliche Bedingungen vor. Von weit reichender Bedeutung ist die Salztektonik bei der Frage, ob radioaktive Abfälle über sehr lange Zeiträume sicher in Salzbergwerken endgelagert werden können (siehe Kernenergie). In der geologischen Theoriebildung wurden verschiedene geotektonische Hypothesen aufgestellt (u. a. Kontraktions-, Expansions-, Pulsations-, Oszillations-, Unterströmungs- und Kontinentalverschiebungstheorie), die die geologischen Vorgänge im globalen Zusammenhang erklären sollten. Sie wurden im Laufe der sechziger und siebziger Jahre zugunsten der Plattentektonik aufgegeben bzw. in diese integriert. Die tektonische Erforschung der Gebirge begann wegen der guten Aufschlussverhältnisse schon relativ früh. Die Katastrophentheorie (die den Vulkanismus für den entscheidenden Vorgang auch bei Gebirgsbildungen hielt) des frühen 19. Jahrhunderts wurde durch Konzepte abgelöst, denen zufolge langsame Prozesse zu Faltungen und Faltengebirgen führen. Als Ursache wurde die allmähliche Abkühlung und Volumenabnahme der Erde angesehen, die zur Einengung (,,Kontraktion") der Erdkruste führt (,,Kontraktionstheorie"). Die Faltengebirge wären also gewissermaßen die Runzeln auf einer schrumpfenden Erde. Ende des 19. Jahrhunderts wurde der Deckenbau der Alpen erkannt: Große geologische Baueinheiten wurden von ihrem Ursprungsort abgeschert, über viele Kilometer horizontal verschoben und übereinander geschoben (Deckengebirge). Die Deckentheorie (,,Nappismus", wichtige Vertreter waren u. a. Marcel Alexandre Bertrand, Albert Heim, Eduard Sueß, Otto Ampferer) erkannte auch bald den Deckenbau weiterer Gebirge, vor allem der Karpaten und des Himalaya. Für die Erforschung der Meeresböden mussten erst die technischen Voraussetzungen geschaffen werden. Daher setzte diese erst nach dem 2. Weltkrieg ein. Durch diese Forschungsergebnisse (siehe Mittelozeanischer Rücken; Sea-floor spreading) wurde die bislang vorherrschende Vorstellung ortsfester Kontinente und Meere (,,Fixismus") endgültig durch eine Theorie beweglicher Krustenteile (,,Mobilismus") abgelöst. Die Kontinentalverschiebungstheorie Alfred Wegeners erhielt so eine neue Aktualität, der Weg zur Plattentektonik war geebnet. Zusammengenommen waren diese beiden Theorien die maßgebliche geowissenschaftliche Revolution des 20. Jahrhunderts, die unser heutiges Konzept von der Geologie der Erde entworfen hat. Verfasst von: Wolfgang Blümel Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.