Wissen auf einen Blick - Ozeane und Tiefsee

Elemente in die Erdumlaufbahn. Der schwere Kern des Theia genannten anderen Planeten verschmolz schließlich mit dem Kern der Erde
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    Ein Teil der hochgeschleuderten Hüllenpartikel fiel bald wieder auf den Globus zurück. Gigantische Mengen der hochgeschleuderten leichten Elemente aber blieben in der Umlaufbahn um die Erde. Dieses Material ballte sich schließlich zu einem neuen Himmelskörper, dem Mond, zusammen
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    Erst als flüssiges Wasser vorhanden und die Temperaturen auf erträgliche Werte gefallen waren, konnte das Leben entstehen, das wir heute auf der Erde kennen.

Ein 40 000 Jahre strömender Dauerregen bescherte der Erde ihre Ozeane und machte sie zum „Blauen Planeten“
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    (c) mauritius images (Michael Jostmeier)

Gleitmittel im Inneren
Wie die Plattentektonik die Erde in Wasser und Land teilt
    Gemächlich – nur wenige Zentimeter im Jahr – und unaufhaltsam gleiten Platten mit ganzen Kontinenten und Ozeanen auf ihrem Rücken über die tieferen Schichten des Erdinneren. Das Schmiermittel für diesen Prozess ist Wasser, das Tief im Inneren der Erde aus dem Gestein austritt.
Wasser im Mantel
    Im Erdmantel gibt es in Tiefen zwischen 40 und 2900 km erhebliche Mengen Wasser. Noch einmal rund die Hälfte der Flüssigkeitsmenge der Weltmeere ist dort unten unter gewaltigem Druck in das Gestein gepresst, welches Olivin und Orthopyroxen als wichtige Bestandteile enthält. Wenn mit der Tiefe der Druck zunimmt, kann Olivin immer mehr, Orthopyroxen dagegen aber immer weniger Wasser aufnehmen. Und da diese Zunahme und Abnahme nicht gleichmäßig erfolgt, können verschiedene Tiefen auch jeweils unterschiedliche Wassermengen aufnehmen. In einer Tiefe zwischen 60 und 220 km passt daher das vorhandene Wasser nicht mehr vollständig ins Gestein, hat Hans Keppler von der Universität Bayreuth im Jahr 2007 entdeckt.
    Während unter und über dieser „Asthenosphäre“ genannten Schicht im Erdinneren alles vorhandene Wasser also im Gestein festsitzt, gibt es in der Asthenosphäre selbst auch ein wenig „richtiges“ Wasser außerhalb der Mineralien. Solche Wasserspuren aber können den Schmelzpunkt von Gestein drastisch verringern. Da unter Ozeanen die Temperatur mit der Tiefe deutlich schneller wächst als unter Kontinenten, gibt es schon 60–80 km unter dem Meer kleine Bereiche, in denen ein wenig Gestein geschmolzen ist, weil dort Wasser den Schmelzpunkt verringert.
    Dicke und dünne Platten
    Geologen kennen auf der Erde im Prinzip zwei Plattentypen: Die sogenannte ozeanische Erdkruste entsteht an lang gestreckten Rücken neu und taucht an anderer Stelle nach spätestens 200 Mio. Jahren wieder in die Tiefe ab. Solche aus dem Blickwinkel eines Geologen sehr jungen Platten sind zwischen 5 und 8 km dick
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    Erheblich älter und vor allem auch dicker ist die kontinentale Erdkruste. Diese Platten erreichen im Durchschnitt 35 km Mächtigkeit, können aber unter Gebirgen auch bis zu 80 km dick sein. Beide Plattentypen „schwimmen“ auf dem unter ihnen liegenden Erdmantel
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    Genau wie ein großer Eisberg meist höher aus dem Wasser ragt als ein kleiner, liegt auch die Oberfläche der kontinentalen Platten erheblich höher als die der ozeanischen Platten. Das flüssige Wasser auf der Erde wiederum fließt nach unten. Es sammelt sich daher an den tiefsten Stellen der Erdoberfläche und damit zumeist über den ozeanischen Platten
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    Auch wenn das meiste Gestein fest bleibt, genügen diese geschmolzenen Zonen, um das Gestein insgesamt erheblich weicher zu machen. Unter Kontinenten beginnt dieses teilweise Aufschmelzen dagegen erst in 150 km Tiefe.
Olivin und Plattentektonik
    Egal ob unter dem Meer oder unter Kontinenten, in 220 km Tiefe wird das Gestein wieder härter. Dort kann das Olivin so viel Wasser aufnehmen, dass keine Flüssigkeit mehr übrig bleibt, die den Schmelzpunkt von Gestein verringern könnte. Die weichere Asthenosphäre in Tiefen zwischen 220 und 60 km aber spielt eine entscheidende Rolle für das Entstehen von Kontinenten und Meeren, weil auf diesem weichen Gestein die Erdplatten langsam gleiten.

Geschmolzenes Gestein wie bei diesem Vulkanausbruch bildet in 60–220 km Tiefe das Gleitmittel für die Bewegungen der Platten
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    (c) Roland Knauer

Welt im Wandel
Die Ozeane verändern sich
    Wenn Kontinente wandern und Ozeanboden neu entsteht, kann das nur eines bedeuten: Die Größe, Lage und Gestalt der Meere ändert sich im Lauf der Jahrmillionen. Die Erde verwandelt ihr Gesicht. Vor 225 Mio. Jahren zum