Arbeitsblatt: Unsere Erde: Tektonik, Vulkanismus etc.

Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Unsere Erde Ein dynamischer Planet Eine geographische Reise in und über unseren Planeten Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Dieses Skript gehört: Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Inhalt 1.Lernziele. 4 2. Die Welt kann man verschieden sehen 5 2.1 Virtuelle Welt. 5 2.2 Was nachts auf der Erde los ist. 6 3. Aufbau und Veränderung der Erde. 8 3.1 Alfred Wegeners geniale Theorie 8 3.2 Pangäa bricht auseinander. 9 3.3 Schalenbau der Erde – Ursache für die Bewegung der Kontinente 10 3.4 Plattentektonik – Die 3 Arten. 12 3.5 Plattentektonik und die Oberfläche. 12 3.6 Ewiger Fels? – Alles fliesst (Heraklit) 13 3.7 Dynamik der Erde 16 Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 1. Lernziele Ich kann/weiss 1. Persönliche Eindrücke und Gefühle beschrieben, welche die Bilder auslösen (Kap. 2) 2. Die Kontinente bestimmen (Kap. 2) 3. Die Tragik des wissenschaftlichen Lebens von Alfred Wegener nachempfinden (Kap. 3) 4. Das Wachstum des Atlantischen Ozeans beschreiben und begründen (Kap. 3.1) 5. Die Entwicklung von Pangäa bis heute zeichnerisch wiedergeben (Kap. 3.2) 6. Den Schalenbau der Erde zeichnen und erarbeiten (Kap. 3.3) 7. Die Bewegung der Krustenplatten begründen (Kap. 3.3/3.4) 8. Die drei Typen von Plattengrenzen und kann diese erklären und skizzieren (Kap. 3.4) 9. Die Plattentektonik detailiert erklären und mit Skizzen bildlich darstellen (Kap. 3.5) 10. Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 2. Die Welt kann man verschieden sehen „Unsere Erde ist ein faszinierender Planet. Man erkennt bei einem solchen Flug aber auch, wie zerbrechlich sie ist. Wenn man in der Lage ist, in 90min um die Erde zu fliegen, dann empfindet man es plötzlich als aberwitzig, dass dort unten noch Kriege ausgefochten werden, dass Hunger herrscht und dass die Umwelt nur materieller Vorteile wegen belastet wird. (Astronaut Ulf Merbold an Bord des Spaceshuttle) 2.1 Virtuelle Welt Für die meisten von uns wird es ein Traum bleiben, die Erde einmal so wie Ulf Merbold zu erleben. Immerhin macht es die Technik dank Satellitenbildern möglich, seine Wahrnehmung nachzuempfinden, auch wenn die Bilder nicht der Wirklichkeit entsprechen. Tagbilder sind meist aus hunderten von Satellitenbildern zusammengefügt. Es ist sehr aufwändig, alle einzelnen Bilder durch Korrekturen auf den gleichen Massstab zu bringen und farblich aufeinander abzustimmen. Zudem ist es schwierig, weltweit Ausschnitte ohne Wolken zu finden. Genau genommen entsteht dadurch eine virtuelle Welt, also eine, die es in Wirklichkeit so gar nicht gibt. Nachtbilder sind einfacher Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF herzustellen, weil Farben weitgehend fehlen. Die Abbildung auf der rechten Seite besteht aus vierzig einzelnen Fotos. 2.2 Was nachts auf der Erde los ist Vor allem nachts erkennen die Satelliten Spuren menschlicher Aktivitäten. Dabei stammt der überwiegende Gebäudebeleuchtungen Leuchtreklamen. den Tropen der Lichter von Strassenlaternen, und Lichtquellen zeugen Teil in von Grossfeuern. Sie entstehen durch das absichtliche Abbrennen von Weideland und Brandrodung von Wäldern. Die Zahl der im Bild sichtbaren Feuer wird auf etwa eine Million geschätzt. Viele zusätzliche Feuer bleiben dem Satelliten aufgrund der häufigen Bewölkung und starken Rauchentwicklung verborgen. Funkelnde Lichtpunkte in ganz anderer Farbe sind auf das Abfackeln von Erdgas an grossen Ölquellen zurückzuführen. Andere Lichtfarben produzieren die japanischen Fischer. Sie verwenden zahllose Scheinwerfer, um Tintenfische an die Oberfläche zu locken und um sie so leichter zu fangen. Damit verbreiten sie pro Schiff so viel Licht wie hundert Einfamilienhäuser. Nur eine einzige Lichtquelle auf dem Nachtbild ist natürlich Ursprungs: das Nordlicht, auch „Aurora borealis genannt. Es entsteht durch das Magnetfeld der Erde. Hier auf dem Bild ist es allerdings das Werk eines Künstlers, übernommen von einem Satellitenfoto. Auftrag: Wie könnte die Legende für das Nachtbild lauten? Stelle anhand des Textes (2.2) und mit Hilfe des Atlas eine Legende her, indem du die unterschiedlichen Farben erklärst. Legende: Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 3. Aufbau und Veränderung der Erde Die Erde war aber nicht immer so, wie wir sie heute wahrnehmen. Raumschiffe, NASA und Technologie erlauben es uns, die Erde als Himmelskörper wahrzunehmen, wie der jetzige Zustand es zulässt. Dieser Zustand ist aber nie gleich. Auch die Erde lebt, und verändert sich jeden Tag. Kannst du dir vorstellen, dass die Erdoberfläche aus vielen beweglichen Platten besteht, die so gross sind wie Kontinente? Als seinerzeit ein Forscher diese kühne Idee entwickelte, wollte ihm niemand glauben. Inzwischen lässt sich die Plattenbewegung beweisen und sogar mit Satelliten messen! 3.1 Alfred Wegeners geniale Theorie Alfred Wegener wurde 1880 in Berlin geboren. Er arbeitete als Dozent für Astronomie und Meteorologie an der Universität Marburg (D), als er – 31-jährig – zufällig auf eine alte wissenschaftliche Schrift stiess. Danach hatte man in Afrika und Südamerika identische pflanzliche und tierische Fossilien gefunden. Weil diese unmöglich den Atlantik überquert haben konnten, musste es eine andere Erklärung geben. Auch Wegener war sich wie viele andere Wissenschaftler bewusst, dass die südamerikanische und afrikanische Küstenform auffallend übereinstimmten, ohne dies allerdings begründen zu können. Plötzlich hatte er die Eingebung, dass alle Kontinente einmal vereint gewesen sein könnten, dann jedoch auseinander trieben. Um seine Theorie abzustützen, trug er Informationen aus verschiedenen Fachwissenschaften zusammen und veröffentlichte sie 1915 in einem ersten Buch. Die Reaktionen darauf reichten von Spott bis zur totalen Ablehnung. Weil er in seinem Heimatland nicht Professor wurde, folgte er 1924 einem Ruf nach Graz (A). 1930 starb er auf seiner dritten Grönlandexpedition. Erst dreissig Jahre später wurde die Theorie eindeutig bestätigt, als man in der Lage war, durch Bohrungen am Meeresboden Sedimentproben zu gewinnen. Auch die grössten Skeptiker mussten nun die Theorie akzeptieren. Sie beeinflusste sämtliche Forschungsrichtungen der Erdwissenschaften. Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 3.2 Pangäa bricht auseinander Unsere Reise beginnt vor 200 Millionen Jahren. Damals bildeten sämtliche Kontinente einen Urkontinent: Pangäa! Über Millionen von Jahren brach dieser in Einzelteile, welche seither umher driften. Es entwickelte sich also der Atlantische Ozean, der noch heute weiter wächst. Sämtliche Kontinente bilden eine einzige zusammenhängende Landmasse, den Urkontinent Pangäa ( „alles Land [griech.]) Vor 200 Millionen Jahren Der Urkontinent bricht zuerst in zwei Teile, dann immer mehr auseinander. Der Atlantik beginnt sich langsam zu öffnen. Der Atlantische Ozean wächst. Nordund Südamerika verlagern sich westwärts. Indien entfernt sich zusehends von Afrika. Vor 65 Millionen Jahren Der Atlantik wird nach Satellitenmessungen pro Jahr um 1,8cm breiter. Australien entfernt sich in Wie sieht es in 50um Mio. Jahren aus? der gleichen Zeit 2cm von der Antarktis. Heute Vermutlich in 50 Millionen Jahren Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 3.3 Schalenbau der Erde – Ursache für die Bewegung der Kontinente Die Erde ist in ihrem inneren Aufbau mit einem Apfel vergleichbar, weil sie auch aus drei Teilen besteht: Die dünne Schale des Apfels entspricht der festen Erdkruste, das Fruchtfleisch dem Erdmantel, das Kerngehäuse dem Erdkern. Die Erdkruste unter den Ozeanen nennt man Kruste. Sie ist mit einer Mächtigkeit von bis km relativ dünn und besteht aus vulkanischem Gestein. Im Gegensatz dazu ist die Kruste durchschnittlich 35km mächtig und aus Granit und ähnlichem Gestein aufgebaut. Zur festen Schale gehört auch ein oberster Teil des Erdmantels bis in eine Tiefe von ca. 100km. Der übrige Erdmantel macht mit 2800km fast die des Erdradius aus. Er enthält in den oberen 700m Magma, eine zähflüssige Gesteinsschmelze mit Temperaturen um 1000C. Die untere Mantelzone ist . In ihr steigt die Temperatur an und erreicht im Übergangsbereich zum Erdkern Werte um 2400C. Der Kern ist 3500km mächtig und besteht vor allem Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF aus Nickel und Eisen. Er teilt sich auf in einen flüssigen äusseren und einen festen inneren Teil. Die im Erdkern produzierte Wärme von 4000 bis 5000 C wird in den oberen Mantelbereich geleitet. Dort bewirkt sie kreisförmige Bewegungen des Magmas, die man nennt. Wo Magma unmittelbar unter der Erdkruste entlang strömt, werden deren Platten mittransportiert. Ihre gerichtete Bewegung – auch Drift genannt – führt dazu, dass sich die Plattengrenzen ständig verändern. GUT ZU WISSEN Fossil: Überreste eines vorzeitlichen Organismus, der in Gestein oder Sediment eingebettet wurde, d.h. versteinerte. Tektonik: Lehre vom Bau und von den Bewegungen der Erdkruste. Plattentektonik: Theorie, wonach die Erdkruste in verschieden grosse, relativ starre Stücke gegliedert ist, die durch die Magmaströmung im oberen Erdmantel bewegt werden. Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 3.4 Plattentektonik – Die 3 Arten In der Wissenschaft kennt man drei unterschiedliche Plattengrenzen. An jeder Plattengrenze, je nach Typ, gibt es verschiedene Mechanismen, die wirken, und somit auch jeweils andere Auswirkungen auf die darüber liegende Erdkruste. 3.5 Plattentektonik und die Oberfläche Als einziger der vier terrestrischen Planeten besitzt die Erde eine Plattentektonik. Das bedeutet, die Erdkruste ist in mehrere Schollen segmentiert, die sich gegeneinander Dabei untereinander, wie beispielsweise im tauchen bewegen. Platten Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Ost-Afrika-Rift oder entlang des Mittelozeanischen Rückens. Anderswo prallen Platten aufeinander und türmen dabei Kilometer hohe Gebirge auf, wie den Himalaja, der durch die Kollision der indischen mit der asiatischen Platte immer noch im Entstehen ist. Die treibenden Kräfte für die Plattentektonik sind gigantische Walzen zähplastischen Gesteins im Erdmantel. Auf diesen Walzen treiben die Plattenschollen. Vereinfacht kann man sich die Platten als Styroporstücke vorstellen, die auf kochendem Wasser schwimmen. Auch diese werden durch Konvektionswalzen im Wasser hin und her getrieben. An den Grenzen zweier Platten ist die Erdkruste so dünn und brüchig, dass heisses Mantelmaterial nach oben dringen kann und Vulkane bildet. Weit über 90% aller Vulkane sind an Plattengrenzen zu finden. Daneben gibt es die Exoten wie Hawaii. Dort dringt Material aus grossen Tiefen empor und durschweisst die Erdkruste punktuell an irgendeiner Stelle. Deshalb wird diese Art Vulkanismus „Hot Spot genannt. 3.6 Ewiger Fels? – Alles fliesst (Heraklit) Das Erscheinungsbild unseres „Blauen Planeten wird geprägt durch die weltumspannenden Meeresflächen, aus denen die kontinentalen Festlandmassen gleich riesigen Inseln herausragen. Dieser Zweiteilung der liegt Erdoberfläche auch eine grundsätzliche Zweiteilung der Erdkruste zugrunde. einen finden Zum wir eine etwa 30-60 km dicke Kruste aus hauptsächlich kieselsäurereichen, „granitischen Gesteinen, welche die Kontinente und die flachen Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Scheltmeergebiete an deren Rändern charakterisiert, zum anderen eine nur etwa 6km dicke Kruste aus kieselsäurearmen, „basaltischen Gesteinen, welche den Boden der Ozeane aufbaut. Diese beiden Krustentypen bilden gemeinsam mit den darunter liegenden Gesteinen des oberen Erdmantels die sogenannten „tektonischen Platten. Ein kompliziertes Mosaik solcher Platten bildet die mehr oder minder feste Aussenhaut unserer Erde. Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF Langsame Konvektionsströme Aussenzonen halten die zwischen auflagernden heissem Platten Erdinneren in Bewegung. und An kühleren Spalten aufdringende basaltische Schmelzen erstarren zu neuer ozeanischer Kruste und treiben so die Platten auseinander – Ein Mittelozeanischer Rücken entsteht. Die Platten können sich aber auch seitlich aneinander vorbei bewegen, wie beispielsweise an der für ihre Erdbeben berüchtigten San Andreas-Störung in Kalifornien (sog. Transformstörung). Bewegen sich Platten aufeinander zu, so ist das Resultat vom Krustentyp der beteiligten Platten abhängig. Eine Platte aus ozeanischer Kruste taucht unter Ausbildung eines Tiefseegrabens unter eine andere Platte bis zu 700km tief in den Erdmantel ab (sie heisst daher Unterplatte), wo sie wieder aufgeschmolzen wird. Dieser Vorgang wird als Subduktion bezeichnet. Besteht die Oberplatte ebenfalls aus ozeanischer Kruste, bilden sich vulkanische Inselketten, wie z.B. Japan oder Indonesien. Im Falle der Kollision mit einer kontinentalen Oberplatte können sich von Vulkanen und magmatischen Tiefengesteinen durchsetzte Gebirge auffalten, wie etwa die Andern oder die Nordamerikanischen Kordilleren. Treffen hingegen zwei kontinentale Krustenplatten aufeinander, kann aufgrund ihres relativ geringen spezifischen Gewichtes keine der beiden Platten tief in den Erdmantel abtauchen, sondern es entstehen kompliziert gebaute Gebirge wie die Alpen oder der Himalaja. Auf der kontinentalen Kruste im Randbereich von jung aufgefalteten Gebirgen entstehen durch die Auflast des Gebirgskörpers typischerweise Absenkungsbereiche, sogenannte Vorlandbecken, die den Abtragungsschutt des aufsteigenden Gebirges aufnehmen. Die Plattenbewegungen können heute mit Hilfe von Satelliten gemessen werden und liegen im Grössenbereich von einigen Zentimetern pro Jahr; Spitzenreiter ist derzeit die Nazca-Platte, westlich von Mittelamerika, mit Bewegungen von bis zu 15cm pro Jahr! Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF 3.7 Dynamik der Erde a) Beschrifte die Grafik 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Geographie Die Erde – ein dynamischer Planet DF b) Beschreibe, wie man sich die Bewegung der Platten vorstellen muss und woher die dafür erforderlichen Antriebskräfte stammen.