Arbeitsblatt: Seafloorspreading

Entwurf für den dritten Unterrichtsbesuch im Fach Erdkunde Schule: Klasse: 11 LK Tag/Datum: Donnerstag, den 06.09.2012 Stunde/Uhrzeit: 4. Stunde von 10: 25 bis 11:10 Klassenraum: Besprechungsraum: 102 Fachlehrer: Herr R. Betreuer: Herr J. Schulleitung: Fachleiter/in: Herr R. Herr G. Thema der Reihe: Geofaktoren – Endo und Exogene Kräfte Thema der Stunde: SeafloorspreadingHypothese revidiert Wegeners Theorie der Kontinentalverschiebung 1. Lernziele ÜLZ Die Schülerinnen und Schüler1 erkennen, dass die in der Asthenosphäre vorherrschenden Konvektionsströmungen eine Spreizung der Lithosphärenplatte im Atlantik verursachen, was vor 250 Mio. Jahren zur Entzweiung von Südamerika und Afrika geführt hat. Wegeners Vorstellung von einer Kontinentalverschiebung entwickelt sich somit zu einer Plattenverschiebung, da die Kontinente nur passiv an einem Bewegungsprozess beteiligt sind. Feinlernziele Die Schüler skizzieren die Besonderheit des atlantischen Rückens einem untermeerischen Gebirge zwischen Amerika und Afrika/Europa, das über eine 20.000 km lange Nord SüdAusdehnung etwa die gleiche Entfernung zu den Festlandmassen beibehält anhand einer Karte, die das Relief rund um den Atlantik zeigt. wiederholen ihr Wissen über die Konvektionsströmungen der Asthenosphäre, indem sie dieses Vorwissen mit angelesenen Informationen zur Seafloorspreading Hypothese verknüpfen und erklären, dass diese Strömungen die Lithosphärenschicht aufgrund von Temperaturdifferenzen durch Aufsteigen und seitliches Abdriften auseinanderdehnen und somit als Antriebsmechanismen für die Ozeanspreizung fungieren. erarbeiten anhand der für bestimmte magnetische Epochen charakteristischen Abfolge invers und normal orientierter Eisenminerale im basaltischen Gestein das Alter des Atlantikbodens westlich und östlich des mittelatlantischen Rückens, welches zu den Festlandmassen zunimmt. beurteilen die Bedeutung der Forschungsergebnisse über die Altersdatierung der Ozeankruste in Bezug auf die SeafloorspreadingHypothese und schlussfolgern, dass die Forschungsergebnisse die Hypothese bestätigen. So sind die Gesteine mit gleichem Abstand zum Rücken gleich alt, da sie durch die gleichmäßige Ozeanspreizung mit der Kruste in Richtung Kontinente bewegt wurden und am Graben neue Lava aufgestiegen ist, was auch erklärt, dass mit zunehmender Entfernung vom Rücken das Alter der Gesteine zunimmt. diskutieren vor dem Hintergrund des Seafloorspreadings Wegeners Behauptung, die Kontinente hätten sich wie Schiffe durch die Lithosphäre bewegt, wodurch Afrika Aufgrund besserer Lesbarkeit wird im Folgenden statt „Schülerinnen und Schüler nur der Maskulin verwendet. 1 und Südamerika auseinandergedriftet seien und kommen zu dem Schluss, dass sich die Kontinente auf den Lithosphärenplatten nur passiv mitbewegen. 2. Stundenverlauf Phase Inhalt Einstieg Methode Stummer Beschreiben der Besonderheiten des atlantischen Rückens untermeerisches Gebirge zwischen Amerika und Afrika/Europa, das über eine 20.000 km Impuls UG lange NordSüdAusdehnung etwa die gleiche Entfernung zu den Festlandmassen beibehält EA Erarbeitung Ursache des Seafloorspreadings 2: Die aufgrund von Temperaturdifferenzen entstehenden Konvektionsströmungen der Asthenosphäre fungieren als Antriebsmechanismen der Ozeanspreizung, indem sie durch Aufsteigen und seitliches Abdriften des Magmas die darüberbefindliche Lithosphärenplatte dehnen bis die Platte in zwei Hälften bricht und ein Graben entsteht, aus dem das Magma empordringen kann. PA Erarbeitung Folgen des SFSs: II Magnetische Orientierung des basaltischen Gesteins ermöglicht folgende Feststellungen: Gesteinsmaterial mit gleichem Abstand zum Rücken ist auch gleich alt Gesteinsmaterial nimmt mit zunehmender Entfernung vom Rücken zu Begründung durch SFSHypothese: Durch die Spreizung wird die aus dem Graben emporgedrungene und erstarrte Lava entzweit und bewegt sich auf der Lithosphäre gleichmäßig in Richtung Kontinente, weshalb das Alter der Gesteine mit zunehmender Entfernung vom Rücken zunimmt. f.e. U. Vertiefung Plattenverschiebung statt Kontinentalverschiebung: SFSHypothese revidiert Wegeners Theorie von der Verschiebung der Kontinente. UG Begründung: Durch SFS wird die atlantische Lithosphäre in zwei Platten entzweit, die sich voneinander weg bewegen. Da die Kontinente Afrika und Amerika fest in diese Platten integriert sind, bewegen sich diese nur passiv mit. 2 Abgekürzt mit SFS Medien Zeit Karte auf Folie 1 (10:25) AB 2 (10:32) TB 3 15 AB 2 (10:47) TB 3 15 7 5 HA Folie 1 (11:02) TB 3 7 Hausaufgabe Schraffiert die Hauptplatten jeweils in einer anderen Farbe. Die Pfeile geben die Intensität der Spreizungsrate an. Interpretiert die dazugehörige Graphik und erklärt, welche der abgebildeten ozeanischen Gräben die größte Spreizungsrate aufweist. Vergleicht euer Ergebnis mit der Karte. Folie 1 (11:09) AB 5 1 Folie 1 Diskussion: Beurteilt vor dem Hintergrund des neu erworbenen Wissens Wegeners Behauptung, die Kontinente hätten sich wie Schiffe durch die Lithosphäre bewegt, wodurch Afrika und Südamerika auseinandergedriftet seien. Hausaufgabe: Schraffiert die Hauptplatten jeweils in einer anderen Farbe. Die Pfeile geben die Intensität der Spreizungsrate an. Interpretiert die dazugehörige Graphik und erklärt, welche der abgebildeten ozeanischen Gräben die größte Spreizungsrate aufweist. Vergleicht euer Ergebnis mit 2 Mittelatlantischer Rücken der Karte. Nach dem zweiten Weltkrieg wurde per Echolot am Ozeanboden des Atlantiks ein untermeerisches Gebirge entdeckt, später als Mittelatlantikrücken bezeichnet. Dieses Gebirge zieht sich immer in etwa gleicher Entfernung zu den Festlandmassen von Afrika/Europa und Amerika – von Nord nach Süd durch den Atlantik. In seiner Achse weist der Gebirgszug einen zentralen Längsgraben auf, das sogenannte Rift, aus dem Lava austritt. Dieser Graben trennt den westlichen vom östlichen Atlantik. SeafloorspreadingHypothese (1940er Jahre) Abb.: 1 Quelle: Press und Sievers (1998) Harry Dietz Hess und Die Geologen Die HarryGeologen Hess und Robert Dietz behaupteten behaupteten Robertaufgrund jener aufgrund der Beobachtungen Beobachtungen Anfang der 1960er Jahre, den mittelatlantischen dass sich anüber den ozeanischen Rücken neues Krustenmaterial bilde, indem Rücken Anfang der die 1960 er Erdkruste infolge einer Dehnung aufbreche Jahre, dass sich an den und Lava an die Oberfläche dringe. Die so neues ozeanischen Rücken entstandene basaltische Kruste bilde, werdeindem zu Krustenmaterial die den Seiten geschoben und mache Platz für Erdkruste durch die Dehnung frischen, heißen Basalt entlang des aufbreche und Lava an die Rückens. Dadurch wachse der atlantische Oberfläche dringe. Diese Theorie Ozean immer weiter. Diesen Prozess bezeichneten sie als Seafloor bezeichneten sie als Seafloorspreading. Spreading. 1. Konvektionsströmungen 7 Min Aufgabe 1: Kombiniert die Hypothese der Ozeanspreizung mit eurem Wissen über die Konvektionsströme in der Asthenosphäre. Tragt hierfür die Konvektionsströmungen in Abb. 1 ein und erklärt, wieso diese heute als Antriebsmechanismen für das Seafloorspreading verstanden werden. 2. Erdmagnetismus und Alter des Atlantikbodens (1960er Jahre) Untersuchungen des atlantischen Ozeanbodens haben gezeigt, dass das basaltische Material, das sich vom Rift des Rückens bis zum afrikanischen und amerikanischen Festland erstreckt, inverse und normale Magnetisierungen der eisenhaltigen Minerale aufweist. Kartiert man den Ozeanboden entsprechend seiner magnetischen Entstehungsepochen, so ergibt sich ein zebraähnliches Streifenmuster. Abb.: 2 Querschnitt durch den mittelatlantischen Ozean; Quelle: Kaminske und Keipert (2006) Aufgabe 2: Beschreibt das Streifenmuster des atlantischen Ozeanbodens. Vergleicht die Abfolge invers und normal orientierter Basaltgesteine mit den magnetischen Epochen, um anschließend auf das Alter des Atlantikbodens zu schließen. Aufgabe 3: Erläutert, inwiefern die Erkenntnisse über das Alter der atlantischen Kruste die Seafloorspreading Hypothese bestätigt. 10 Min Tafelbild: SeafloorspreadingHypothese Ozeankruste dehnt sich und bricht entzwei Grabenbildung alt jung jung alt Folge: Zunehmendes Alter der Ozeanböden mit zunehmender Entfernung zum Graben Ursache: Konvektionsströmungen als Antriebsmechanismen Verbesserung von Wegeners Hypothese: Kontinente sind fest in die Lithosphärenplatte integriert und bewegen sich nur passiv mit: Plattenverschiebung statt Kontinentalverschiebung M3 Altersbestimmung von Gesteinen GEOMAGNETISMUS Nehmen wir heute einen Kompass, so zeigt die Nadel in Richtung des magnetischen Nordpols und geographischen Nordpols. Doch der magnetische und der geographische Nordpol sind nicht immer identisch, da sich das magnetische Erdfeld immer wieder umpolt. So hätte ein Kompass vor 800 000 Jahren mit der Nadel auf den geographischen Süd und nicht auf den geographischen Nordpol gezeigt. Magnetische Epochen mit magnetisch und geographisch gleichem Nordpol werden als „normal (), andere als „invers () bezeichnet. Magnetische Epochen Die magnetischen Zeitalter der letzten 5 Mio. Jahre haben Namensbezeichnungen (Bruhnes, Matuyama, Gauss und Gilbert) bekommen. Obwohl beispielsweise das Erdmagnetfeld während dem Zeitalter Matuyama (siehe Abb.1) überwiegend invers war, weist es Zeiträume auf, während denen das magnetische Erdfeld eine normale Polung aufwies. Man spricht von magnetischen Anomalien, durch die ein für das jeweilige Zeitalter charakteristisch aussehendes Streifenmuster entsteht. Aufgrund dieser Erkenntnis lässt sich das Alter von Gesteinen bestimmen. Tritt basaltische Lava an die Erdoberfläche, so verhalten sich die in der zählflüssigen Lava enthaltenen Eisenminerale wie eine Kompassnadel und richten sich nach der aktuellen Polung des Erdmagnetfelds aus. Durch Abkühlung erstarrt die Lava, wodurch die Ausrichtung der Minerale die Magnetisierung der Erde während der Auskühlung widerspiegelt (s.Abb.2). Anhand der erstarrten normal oder invers ausgerichteten Eruptionen, lässt sich ein Streifenmuster ablesen, welches im Vergleich mit dem Muster der Magnetzeitalter Auskunft über das Alter des Vulkans gibt. Abb.: 1 Quelle: www.zamg.ac.at (29.08.2012) M4 Abb.: 2 Quelle: www.unimuenster.de/GeoPalaeontologie/Geologie.pdf (28.08.2012) Aufgabe 1: Erläutere den Begriff „invers in Bezug auf das Erdmagnetfeld. Aufgabe 2: Erkläre, warum man anhand eines basaltischen Gesteins erkennen kann wie das Erdmagnetfeld zum Zeitpunkt der Entstehung gepolt war. Aufgabe 3: Der letzte Ausbruch eines Vulkans der Eifel ist 13 000 Jahre her. Welche magnetische Ausrichtung würde die oberste Schicht des erkalteten basaltischen Materials aufweisen? M5 Die Lithosphärenplatten der Erde: Abb.: 1 Quelle: (01.09.2012) Abb.:2 Quelle: www. Geophysik_portal.at (12.08.2012) Hausaufgabe: Schraffiert die Hauptplatten jeweils in einer anderen Farbe. Die Pfeile geben die Intensität der Spreizungsrate an. Interpretiert die dazugehörige Graphik und erklärt, welche der abgebildeten ozeanischen Gräben die größte Spreizungsrate aufweist. Vergleicht euer Ergebnis mit der Karte.