Platten und ihre Geschwindigkeiten

Der Boden des Atlantiks wächst jährlich um etwa 2.5 cm. Das ergibt 25 km in einer Million Jahren.

Eine zerbrochene Schale

Nach der Theorie der Plattentektonik ist die starre äußere Erdschicht in ein Dutzend oder mehr große und kleine Platten zerbrochen, die sich gegeneinander bewegen. Der BGS zählt etwa 15 große Platten. Manche, etwa die Pazifische Platte, bestehen fast ausschließlich aus Ozeanboden. Andere tragen ganze Kontinente und den umgebenden Meeresboden: Die Nordamerikanische Platte reicht von Kalifornien bis in die Mitte des Atlantiks. Eine Platte ist kein Kontinent. Sie ist ein Stück Lithosphäre. Die Küstenlinie liegt lediglich dort, wo ihre Oberfläche den Meeresspiegel überragt.

An den Rändern passiert am meisten. Die USGS unterscheidet divergente Plattengrenzen, an denen Platten auseinanderdriften und neue Kruste entsteht; konvergente Grenzen, an denen Kruste vernichtet wird, wenn eine Platte unter eine andere taucht; Transformgrenzen, an denen Platten aneinander vorbeigleiten, ohne dass Kruste entsteht oder vernichtet wird; und breite Grenzzonen mit komplizierten Verhältnissen, etwa im Mittelmeerraum und in den Alpen. Die nächsten drei Einheiten behandeln die wichtigsten Typen einzeln.

Zentimeter pro Jahr

Nach menschlichen Maßstäben bewegen sich Platten langsam, nach geologischen schnell. Die USGS nennt für die Spreizung am Mittelatlantischen Rücken durchschnittlich etwa 2.5 cm pro Jahr, am Arktischen Rücken weniger als 2.5 cm pro Jahr und am Ostpazifischen Rücken bei der Osterinsel mehr als 15 cm pro Jahr. An der San-Andreas-Verwerfung schiebt sich die Pazifische Platte mit etwa 5 cm pro Jahr an der Nordamerikanischen Platte vorbei. Über lange Zeiträume werden daraus große Strecken. Bei 2.5 cm pro Jahr verbreitert sich der Atlantik in einer Million Jahren um 25 km. Während der 100 bis 200 Millionen Jahre, seit denen sich dort der Meeresboden spreizt, wurde aus einer schmalen Meeresbucht ein mehrere Tausend Kilometer breiter Ozean.

Woher kennen wir die Geschwindigkeiten? Dafür gibt es zwei Uhren. Die erste steckt im Gestein. Der Ozeanboden zeichnet Umpolungen des Erdmagnetfelds als Streifen auf. Da das Alter jeder Umpolung bekannt ist, ergibt der Abstand eines Streifens vom Rücken die mittlere Geschwindigkeit über Millionen Jahre. Gesteinsformationen bekannten Alters, die an einer Verwerfung gegeneinander versetzt sind, liefern ähnliche Ergebnisse. Die zweite Uhr befindet sich im Weltraum. Seit den späten 1970er-Jahren messen Satellitenverfahren, vor allem GPS, immer wieder die Abstände zwischen Stationen, die Hunderte bis Tausende Kilometer auseinanderliegen. Laut USGS stimmen die über wenige Jahre gemessenen Geschwindigkeiten gut mit den Mittelwerten über Millionen Jahre überein.

Was die Platten antreibt

Im heißen Mantel unter den Platten findet langsame Konvektion statt: Heißes Material steigt auf, kühles sinkt ab. Lange stellte man sich das als Förderband vor, das die Platten mitnimmt. Der BGS nennt drei vorgeschlagene Kräfte: Mantelkonvektion, Rückendruck, bei dem warme neue Lithosphäre am Rücken erhöht liegt und von dort weggleitet, und Plattenzug, bei dem eine alte, kalte und dichte Platte an einer Subduktionszone absinkt und den Rest nachzieht. Vom BGS zitierte Forschung zeigte, dass Platten umso schneller sind, je größere Teile ihrer Ränder absinken. Das spricht für den Plattenzug als Hauptantrieb, unterstützt vom Rückendruck. Diese Frage konnte Alfred Wegener 1912 nicht beantworten. Einzelheiten werden bis heute diskutiert.