Geologie (Deutsch)

Beschreiben die Prozesse, die Vulkane bilden.

Vulkane sind eine lebendige manifestation der Plattentektonik Prozesse. Vulkane sind entlang konvergenter und divergenter Plattengrenzen verbreitet. Vulkane finden sich auch in lithosphärischen Platten abseits der Plattengrenzen. Wo auch immer der Mantel schmelzen kann, Vulkane können die Folge sein.

Abbildung 1. Weltkarte der aktiven Vulkane.,

Sehen Sie, ob Sie eine geologische Erklärung für die Standorte aller Vulkane in Abbildung 1 geben können. Was ist der pazifische Feuerring? Warum befinden sich die hawaiianischen Vulkane abseits von Plattengrenzen? Was ist die Ursache für die Vulkane entlang des Mittelatlantikkamms?

Vulkane brechen aus, weil Mantelgestein schmilzt. Dies ist die erste Stufe bei der Schaffung eines Vulkans. Denken Sie im Kapitel „Felsen“ daran, dass der Mantel schmelzen kann, wenn die Temperatur steigt, der Druck sinkt oder Wasser hinzugefügt wird. Denken Sie unbedingt darüber nach, wie das Schmelzen in jeder der folgenden vulkanischen Einstellungen erfolgt.,

Vulkane an Plattengrenzen

Abbildung 2. Wandern in den Kaskaden

Vulkane machen Spaß (und sind schwer zu besteigen). Klettern in den Kaskaden reicht in Schwierigkeiten von einer nicht-technischen Wanderung, wie auf South Sister, zu einem technischen Aufstieg auf dem Mount Baker, in dem ein Eispickel, Steigeisen und Erfahrung benötigt werden.,

Konvergente Plattengrenzen

Konvergierende Platten können ozeanisch, kontinental oder eine von jedem sein. Wenn beide kontinental sind, zerschlagen sie zusammen und bilden eine Bergkette. Wenn mindestens einer ozeanisch ist, wird es subduzieren. Eine subduzierende Platte erzeugt Vulkane. Orte mit konvergierenden, in denen mindestens eine Platte an der Grenze ozeanisch ist, haben Vulkane.

Schmelzen

Das Schmelzen an konvergenten Plattengrenzen hat viele Ursachen. Die subduktive Platte erwärmt sich, wenn sie in den Mantel sinkt. Außerdem wird Wasser mit den auf der Subduktionsplatte liegenden Sedimenten vermischt., Wenn die Sedimente subduzieren, steigt das Wasser in das darüberliegende Mantelmaterial und senkt seinen Schmelzpunkt. Das Schmelzen im Mantel über der subduzierenden Platte führt zu Vulkanen innerhalb eines Insel-oder Kontinentalbogens.

Warum tritt das Schmelzen an konvergenten Plattengrenzen auf? Die subduktive Platte erwärmt sich, wenn sie in den Mantel sinkt. Außerdem wird Wasser mit den auf der Subduktionsplatte liegenden Sedimenten vermischt. Dieses Wasser senkt den Schmelzpunkt des Mantelmaterials, was das Schmelzen erhöht., Vulkane an konvergenten Plattengrenzen finden sich entlang des Pazifischen Ozeans, hauptsächlich an den Rändern der Pazifik -, Cocos-und Nazca-Platten. Gräben markieren Subduktionszonen, obwohl nur der Aleutische Graben und der Java-Graben auf der Karte in Abbildung 3 erscheinen.

Denken Sie daran, Ihre Platte Tektonik Wissen. Große Erdbeben sind entlang konvergenter Plattengrenzen extrem häufig. Da der Pazifische Ozean von konvergenten und transformierenden Grenzen umgeben ist, treffen etwa 80% aller Erdbeben um das Pazifische Ozeanbecken (den Feuerring)., Warum finden sich 75% der Vulkane der Welt im pazifischen Becken? Natürlich werden diese Vulkane durch die Fülle konvergenter Plattengrenzen rund um den Pazifik verursacht.

Abbildung 3. Die Cascade Range wird von Vulkanen gebildet, die aus der Subduktion der ozeanischen Kruste unter dem nordamerikanischen Kontinent entstanden sind.

Pacific Rim

Im pazifischen Feuerring findet der Großteil der vulkanischen Aktivität auf der Erde statt., Eine Beschreibung des pazifischen Feuerrings entlang des westlichen Nordamerikas ist eine Beschreibung der Plattengrenzen.

• Die Subduktion am mittelamerikanischen Graben erzeugt Vulkane in Mittelamerika.
• Der San Andreas-Fehler ist eine Transformationsgrenze.
• Die Subduktion der Juan de Fuca-Platte unter der nordamerikanischen Platte erzeugt die Kaskadenvulkane.
• Subduktion der Pazifikplatte unter der nordamerikanischen Platte im Norden erzeugt die Aleutischen Inseln Vulkane.

Dieser unglaubliche explosive Ausbruch des Vesuvs in Italien in A. D., 79 ist ein Beispiel für einen zusammengesetzten Vulkan, der sich als Ergebnis einer konvergenten Plattengrenze bildet:

Vulkane an konvergenten Plattengrenzen finden sich entlang des gesamten Pazifischen Ozeanbeckens, hauptsächlich an den Rändern der Pazifik -, Cocos-und Nazca-Platten. Gräben markieren Subduktionszonen.

Die Kaskaden sind eine Kette von Vulkanen an einer konvergenten Grenze, an der eine ozeanische Platte unter einer Kontinentalplatte subduziert. Insbesondere die Vulkane sind das Ergebnis der Subduktion der Platten Juan de Fuca, Gorda und Explorer unter Nordamerika., Die Vulkane befinden sich genau darüber, wo sich die Subduktionsplatte in der richtigen Tiefe im Mantel befindet, um dort zu schmelzen (Abbildung 3).

Die Kaskaden sind seit 27 Millionen Jahren aktiv, obwohl die aktuellen Gipfel nicht älter als 2 Millionen Jahre sind. Die Vulkane sind weit genug nördlich und befinden sich in einer Region, in der Stürme üblich sind, so viele sind von Gletschern bedeckt.

Die Kaskaden sind auf dieser interaktiven Karte mit Fotos und Beschreibungen der einzelnen Vulkane dargestellt.

Abbildung 4. Mt. Baker, Washington.,

Abweichende Plattengrenzen

Abbildung 5. Ein Vulkanausbruch in Surtsey, einer kleinen Insel in der Nähe von Island.

Bei divergierenden Plattengrenzen steigt heißes Mantelgestein in den Raum, in dem sich die Platten auseinander bewegen. Wenn sich das heiße Mantelgestein nach oben konvektioniert, steigt es höher im Mantel. Das Gestein steht unter niedrigerem Druck; Dies senkt die Schmelztemperatur des Gesteins und schmilzt so. Lava bricht durch lange Risse im Boden oder Risse aus.

Warum tritt das Schmelzen an divergierenden Plattengrenzen auf?, Heißer Mantelfelsen erhebt sich, wo sich die Platten auseinander bewegen. Dadurch wird Druck auf den Mantel ausgeübt, der seine Schmelztemperatur senkt. Lava bricht durch lange Risse im Boden oder Risse aus.

Vulkane brechen an mittelozeanischen Graten wie dem mittelatlantischen Grat aus, wo die Ausbreitung des Meeresbodens in den Rifttälern neuen Meeresboden schafft. Wo sich ein Hotspot entlang des Kamms befindet, wie in Island, wachsen Vulkane hoch genug, um Inseln zu schaffen (Abbildung 5).

Mittelozeanische Grate

Abbildung 6., Mount Gahinga im ostafrikanischen Rift Valley.

Vulkane brechen an mittelozeanischen Graten wie dem mittelatlantischen Grat aus, wo die Ausbreitung des Meeresbodens in den Rifttälern neuen Meeresboden schafft. Wo sich ein Hotspot entlang des Kamms befindet, wie in Island, Vulkane wachsen hoch genug, um Inseln zu schaffen.

Kontinentalrisse

Eruptionen finden sich an divergierenden Plattengrenzen, wenn Kontinente auseinanderbrechen. Die Vulkane in Abbildung 6 befinden sich im ostafrikanischen Riss zwischen der afrikanischen und der arabischen Platte., Denken Sie daran, aus dem Kapitel Platte Tektonik, dass Baja California getrennt von Festland Mexiko als ein weiteres Beispiel für kontinentale rifting gebrochen wird.

• Schmelzen ist an konvergenten Plattengrenzen üblich.
• Konvergente Plattengrenzen säumen das Becken des Pazifischen Ozeans, so dass vulkanische Bögen die Region säumen.
• Das Schmelzen an divergenten Plattengrenzen ist auf Druckfreisetzung zurückzuführen.
• An den mittelozeanischen Graten wird der Meeresboden auseinandergezogen und ein neuer Meeresboden entsteht.

Entdecken Sie mehr

Verwenden Sie diese Ressource, um die folgenden Fragen zu beantworten.,

(Sie können um 11:02 Uhr aufhören zu sehen.)

1. Wie viel Prozent der Vulkane und Erdbeben finden am Pazifischen Feuerring statt?
2. Wie lang ist der Vulkanbogen am Pazifikrand?
3. Wie hat sich Augustinus so hoch aufgebaut? Hat es eine hohe oder niedrige Kieselsäure?
4. Welche Art von Vulkanen gibt es entlang des Feuerrings? Was passiert mit dem gas im magma?
   was tötet so viele Menschen?
5. Was macht Wasser in heißem Gestein unter der Oberfläche?
6. Was bedeutet carbon-12?
7. Welcher Prozess bringt die Sedimente und das Wasser in den Mantel?,

Vulkane Hotspots

Abbildung 7. Diagramm, das einen Querschnitt der Lithosphäre der Erde (in gelb) zeigt, wobei Magma aus dem Mantel aufsteigt (in rot)

In der Geologie sind die Orte, die als Hotspots oder Hotspots bekannt sind, vulkanische Regionen, von denen angenommen wird, dass sie von einem Mantel gespeist werden, der im Vergleich zum umgebenden Mantel anomal heiß ist. Sie können sich auf, in der Nähe oder weit von tektonischen Plattengrenzen befinden. Derzeit gibt es zwei Hypothesen, die versuchen, Ihre Herkunft zu erklären., Man legt nahe, dass sie auf heiße Mantelpflaumen zurückzuführen sind, die als thermische Diapire von der Kern–Mantel-Grenze aufsteigen. Eine alternative Hypothese postuliert, dass es nicht die hohe Temperatur ist, die den Vulkanismus verursacht, sondern die lithosphärische Ausdehnung, die das passive Aufsteigen der Schmelze aus flachen Tiefen ermöglicht. Diese Hypothese betrachtet den Begriff „Hotspot“ als falsche Bezeichnung und behauptet, dass die Mantelquelle darunter tatsächlich überhaupt nicht ungewöhnlich heiß ist. Bekannte Beispiele sind Hawaii und Yellowstone.

Hintergrund

Die Ursprünge des Hotspots-Konzepts liegen in der Arbeit von J., Tuzo Wilson, der 1963 postulierte, dass die Hawaii-Inseln aus der langsamen Bewegung einer tektonischen Platte über eine heiße Region unter der Oberfläche resultieren. Es wurde später postuliert, dass Hotspots von schmalen Strömen von heißem Mantel gespeist werden, die von der Kern–Mantel-Grenze der Erde in einer Struktur aufsteigen, die Mantelwolke genannt wird. Ob solche Mantelwolken existieren oder nicht, ist derzeit Gegenstand einer großen Kontroverse in der Erdwissenschaft., Die Schätzungen für die Anzahl der Hotspots, die postuliert werden, um von Mantelwolken gefüttert zu werden, lagen im Laufe der Jahre zwischen etwa 20 und mehreren Tausend, wobei die meisten Geologen einige Zehn in Betracht ziehen. Hawaii, Réunion, Yellowstone, Galápagos und Island sind einige der derzeit aktivsten vulkanischen Regionen, auf die die Hypothese angewendet wird.

Abbildung 8. Schematische Darstellung der physikalischen Prozesse innerhalb der Erde, die zur Erzeugung von Magma führen. Das Teilschmelzen beginnt oberhalb des Fusionspunkts.,

die Meisten hotspot-Vulkane sind basaltisch (z.B., Hawaii, Tahiti). Infolgedessen sind sie weniger explosiv als Subduktionszonenvulkane, in denen Wasser unter der übergeordneten Platte eingeschlossen ist. Wo Hotspots in kontinentalen Regionen auftreten, steigt Basaltmagma durch die kontinentale Kruste, die zu Rhyoliten schmilzt. Diese Rhyoliten können heftige Eruptionen bilden. Zum Beispiel wurde die Yellowstone Caldera durch einige der stärksten vulkanischen Explosionen in der geologischen Geschichte gebildet., Wenn der Rhyolith jedoch vollständig ausgebrochen ist, können Eruptionen von Basaltmagma folgen, die durch dieselben lithosphärischen Risse (Risse in der Lithosphäre) aufsteigen. Ein Beispiel für diese Aktivität ist dasIlgachuz-Gebirge in British Columbia, das durch eine frühe komplexe Reihe von Trachyten-und Rhyolitenausbrüchen und die späte Extrusion einer Folge Basaltlavaströme entstanden ist.

Die Hotspot-Hypothese ist nun eng mit der Mantle Plume-Hypothese verknüpft.,

Vergleich mit Insel-Arc-Vulkanen

Hotspot-Vulkane gelten als grundlegend anders als Insel-Arc-Vulkane. Letztere bilden sich über Subduktionszonen, an konvergierenden Plattengrenzen. Wenn eine ozeanische Platte auf eine andere trifft, wird die dichtere Platte nach unten in einen tiefen Ozeangraben gedrückt. Diese Platte gibt beim Subduzieren Wasser in die Basis der überfahrenen Platte ab, und dieses Wasser vermischt sich mit dem Gestein, wodurch sich seine Zusammensetzung ändert, wodurch etwas Gestein schmilzt und aufsteigt. Dies treibt eine Kette von Vulkanen wie die Aleuten in der Nähe von Alaska an.,

Hotspot Vulkanketten

Die gemeinsame Mantelwolke / Hotspot-Hypothese sieht vor, dass die Feederstrukturen relativ zueinander fixiert werden, wobei Kontinente und Meeresboden übereinander driften. Die Hypothese sagt also voraus, dass zeitliche Ketten von Vulkanen an der Oberfläche entwickelt werden. Beispiele sind Yellowstone, das am Ende einer Kette ausgestorbener Calderas liegt, die im Westen immer älter werden. Ein weiteres Beispiel ist der hawaiianische Archipel, wo Inseln zunehmend älter und tiefer im Nordwesten erodiert werden.,

Geologen haben versucht, Hotspot-Vulkanketten zu verwenden, um die Bewegung der tektonischen Platten der Erde zu verfolgen. Diese Bemühungen wurden durch das Fehlen sehr langer Ketten, durch die Tatsache, dass viele nicht zeitprogressiv sind (z. B. die Galápagos) und durch die Tatsache, dass Hotspots nicht relativ zueinander festgelegt zu sein scheinen (z. B. Hawaii und Island), geärgert.

Abbildung 9., Im Laufe von Millionen von Jahren hat sich die Pazifikplatte über den Hawaii-Hotspot bewegt und eine Spur von Unterwasserbergen geschaffen, die sich über den Pazifik erstrecken

Überprüfen Sie Ihr Verständnis

Beantworten Sie die folgenden Fragen, um zu sehen, wie gut Sie die im vorherigen Abschnitt behandelten Themen verstehen. Dieses kurze Quiz zählt nicht zu Ihrer Klasse in der Klasse, und Sie können es unbegrenzt oft wiederholen.

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