Konvergente Plattengrenzen

Am 9. Juni 1994 ereignete sich 636 km unter Bolivien ein Erdbeben der Magnitude 8.3, innerhalb einer Platte, die in den Mantel abgesunken war.

Wo Kruste wieder in die Tiefe gelangt

Die Erde ist seit Hunderten Millionen Jahren ungefähr gleich groß. Kruste, die an Rücken entsteht, muss deshalb anderswo ebenso schnell vernichtet werden. Das geschieht an konvergenten Grenzen, wo Platten aufeinander zu wandern. Der Ablauf hängt davon ab, welche Art von Lithosphäre zusammentrifft. Ozeanische Kruste ist dünn und dicht und hat eine basaltische Zusammensetzung. Kontinentale Kruste ist dicker und enthält leichteres Gestein wie Granit. Treffen beide aufeinander, gibt die dichte ozeanische Platte nach: Sie biegt sich nach unten und sinkt in den Mantel, sie subduziert. Die Stelle, an der sie absinkt, heißt Subduktionszone.

Wo die Platte nach unten abbiegt, bildet der Meeresboden einen Tiefseegraben. Laut USGS würde man bei einem trockengelegten Pazifik lange, gebogene Gräben sehen, die Tausende Kilometer lang und 8 bis 10 km tief sind. Der tiefste Punkt, das Challengertief am südlichen Ende des Marianengrabens, liegt fast 11 000 m tief. Damit reicht er weiter unter den Meeresspiegel, als der Mount Everest darüber hinausragt. Vor Südamerika sinkt die ozeanische Nazca-Platte am Peru-Chile-Graben unter die Südamerikanische Platte. Der dabei zusammengedrückte Kontinentrand wurde zu den Anden angehoben.

Erdbeben werden landeinwärts tiefer

Eine absinkende Platte gleitet nicht überall gleichmäßig. Ihr tiefer Teil zerbricht in Stücke, die sich verhaken und dann plötzlich gegeneinander verschieben. Auch die Kontaktfläche zwischen den beiden Platten verhakt sich und bewegt sich ruckartig weiter. Nach Angaben des BGS entstehen an Subduktionszonen die meisten Erdbeben mit einer Magnitude über 6 und auch die tiefsten Beben. Da die Erdbeben der absinkenden Platte folgen, zeigt eine Karte ihrer Tiefen ein klares Muster: nahe am Graben flach, landeinwärts immer tiefer, bis etwa 700 km. Das Erdbeben von Bolivien im Jahr 1994 in 636 km Tiefe war eines der tiefsten großen Beben, die in Südamerika aufgezeichnet wurden. Man spürte es noch in Toronto, doch wegen seiner großen Tiefe richtete es wenig Schaden an. Im Modell bilden die Punkte dieselbe geneigte Linie.

Warum dort Vulkane entstehen

Auf dem Kontinent verläuft eine Vulkankette parallel zum Graben und etwas landeinwärts. Im Modell steht der Vulkan über der Stelle, an der die Oberseite der absinkenden Platte etwa 100 km tief liegt. Die Platte führt Wasser mit, das in ihren Mineralen gebunden ist. Beim Erwärmen wird es freigesetzt und steigt in den heißen Mantel darüber auf. Dadurch sinkt der Schmelzpunkt des Mantelgesteins, sodass ein Teil schmilzt. Laut USGS ist noch umstritten, welches Gestein genau schmilzt: die absinkende Platte, die darüberliegende Platte oder beide. Die Vulkane entstehen aber eindeutig durch Subduktion. Sowohl die Anden als auch die Kaskadenkette im pazifischen Nordwesten sind solche Vulkanbögen.

Zwei weitere Formen der Konvergenz vervollständigen das Bild. Treffen zwei ozeanische Platten aufeinander, sinkt eine unter die andere. Die Vulkane wachsen vom Meeresboden zu einer gebogenen Inselkette heran, einem Inselbogen, etwa den Marianen oder den Aleuten. Treffen zwei Kontinente aufeinander, sinkt keiner ab, denn kontinentales Gestein ist zu leicht. Wie bei zwei Eisbergen, die gegeneinanderdrücken, wird die Kruste zusammengeschoben und nach oben gedrückt. Indien stieß vor etwa 50 Millionen Jahren mit Asien zusammen. Der langsame Druck hat seitdem den Himalaya, das höchste Gebirge an Land, und das im Mittel etwa 4600 m hohe Tibetische Hochland angehoben.