Wo Platten aneinander vorbei schrammen

Die Einwohner von San Francisco und Los Angeles leben auf einem Pulverfass: Jeden Moment kann ein Erdbeben die Küste Kaliforniens erschüttern. Viele Beben hat die Region bereits mitgemacht, eines davon war besonders verheerend. Am 18. April 1906 zitterte die Erde so stark, dass ganze Viertel San Franciscos einstürzten und rund 3000 Menschen ums Leben kamen. Doch warum ist gerade an der Westküste der USA die Erdbebengefahr so groß?

Die Golden Gate Bridge in Kalifornien steht auf wackligem Grund
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Entlang der kalifornischen Küste bewegen sich zwei Platten der Erdkruste aneinander vorbei: die Nordamerikanische und die Pazifische Platte. Beide driften nach Nordwesten, allerdings ist die Pazifische Platte etwas schneller. Sie „überholt“ darum langsam die Nordamerikanische Platte. So kommt es, dass Los Angeles und San Francisco einander immer näher rücken, jedes Jahr um etwa 6 Zentimeter. Wenn sie sich im gleichen Tempo fortbewegen, wird in rund 12 Millionen Jahren Los Angeles auf der Pazifischen Platte nördlich von San Francisco liegen, das sich auf der Nordamerikanischen befindet.

Millionen-Metropole Los Angeles
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Dort wo die Platten aneinandergrenzen, zieht sich gut sichtbar ein langer Riss durch das Land. Dieser San-Andreas-Graben ist über 1100 Kilometer lang. Hier verursacht die unterschiedliche Geschwindigkeit der Erdplatten extrem starke Spannungen im Gestein. Denn die beiden Platten gleiten nicht einfach aneinander vorbei, sondern sie verhaken sich ineinander. Irgendwann ist die Spannung zwischen den Felsmassen so groß, dass sich die schnellere Pazifische Platte mit einem Ruck vorwärts bewegt. Solche ruckartigen Bewegungen der Platte äußern sich in mehr oder weniger starken Erdbeben. Aus diesem Grund wird Kalifornien immer wieder von Erdstößen erschüttert werden. Einige Forscher behaupten sogar, ein gewaltiges Beben stünde schon in wenigen Jahren bevor. Doch wann genau das sein wird, kann bisher niemand vorhersagen.

Hollywood rückt San Francisco immer näher
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Droht San Francisco schon bald ein Erdbeben?
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Wenn die Erde bebt

Die Erde zittert, Risse klaffen im Erdboden, Bäume schwanken und Häuser stürzen ein – Erdbeben sind Naturgewalten mit zerstörerischer Kraft. Wenn die Erde bebt, können ganze Stadtteile in sich zusammenfallen. In bestimmten Gebieten bebt die Erde besonders oft, nämlich dort, wo die Platten der Erdkruste aneinandergrenzen. Das ist zum Beispiel in Japan, an der Westküste der USA oder im Mittelmeerraum der Fall.

Die Ursache von Erdbeben ist die Bewegung der Platten. Diese schwimmen auf dem zähflüssigen Material des Erdmantels, dessen Strömungen sie antreiben wie ein Motor. Dort, wo zwei Platten aneinander grenzen, können sich ihre Gesteinsmassen verhaken und ins Stocken geraten. Das Problem ist: Die Strömung im Erdinneren treibt sie weiter an. Dadurch entstehen enorme Spannungen zwischen den beiden Platten. Werden die Spannungen irgendwann zu groß, bewegt sich eine der Platten ruckartig vorwärts. Die Spannung entlädt sich: die Erde bebt.

Japan ist von Erdbeben besonders stark bedroht
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Häufig geschehen Erdbeben dort, wo zwei Platten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aneinander vorbeigleiten, wie an der Küste Kaliforniens. Wo Platten aufeinander stoßen geht das ebenfalls nicht reibungslos ab. So driftet zum Beispiel die Afrikanische auf die Eurasische Platte zu und taucht dabei unter diese ab. Weil diese Plattengrenze im Mittelmeerraum verläuft, bebt in Italien oder in der Türkei immer wieder die Erde. Auch dort, wo die Erdkruste auseinander gezerrt wird, gibt es Erdstöße, zum Beispiel im Oberrheingraben. Diese waren in den vergangenen Jahrhunderten zwar weniger stark, doch auch hier gab es schon heftige Erschütterungen: Im Jahr 1356 richtete ein starkes Beben großen Schaden in der Stadt Basel an.

Von Erdbeben zerstörtes Gebäude
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Nicht jedes Mal ist die Bewegung der Platten „schuld“ an einem Erdbeben. Auch Einstürze können die Umgebung erschüttern. Das geschieht dann, wenn natürliche oder vom Menschen geschaffene Hohlräume einbrechen. Solche Beben reichen aber nicht so weit und sind nicht so stark wie Beben, die von der Bewegung der Erdplatten ausgelöst wurden.

Die Küste von Kalifornien ist Erdbebengebiet
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Der genaue Punkt, von dem ein Erdbeben ausgeht, ist der Erdbebenherd, auch Hypozentrum genannt. Von hier aus breiten sich die Erdbebenwellen in alle Richtungen aus – vergleichbar den Wellen, nachdem ein Stein ins Wasser geplumpst ist. Je größer die Entfernung vom Erdbebenherd, desto schwächer werden die Erdbebenwellen, die die Erde zum schwanken bringen.

Auch in Chile bebt häufig die Erde
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Direkt über dem Herd oder Hypozentrum liegt an der Erdoberfläche das Epizentrum. Rund um dieses Epizentrum sind die Zerstörungen eines Erdbebens meist am größten. Wie stark ein Beben ist, lässt sich mit speziellen Geräten messen. Meist wird die Stärke mit Werten auf der nach oben offenen Richterskala angegeben. Das stärkste bisher gemessene Erdbeben war das von Valdivia am 22. Mai 1960, auch Großes Chile-Erdbeben genannt. Es erreichte eine Stärke von 9,5 auf der Richterskala.

Kontinente auf Wanderschaft

Lange Zeit dachte man, die Landmassen der Erde würden starr an Ort und Stelle stehen. Später stellte sich heraus: Das Gegenteil ist der Fall. Die Kontinente unseres Planeten bewegen sich! Wie gewaltige Eisschollen treiben sie in unterschiedliche Richtungen, wenn auch nicht sehr schnell. Ihre Geschwindigkeit entspricht etwa dem Wachstum eines Fingernagels. Doch woran liegt es, dass die Kontinente ständig auf Wanderschaft sind?

Auch wenn es nicht so aussieht: Die Kontinente bewegen sich
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Die Erdkruste, die unseren Planeten umhüllt, ist spröde und rissig. Sie ähnelt einer zersprungenen Eierschale und setzt sich aus sieben großen und vielen kleineren Platten zusammen. Einige von ihnen bilden die Kontinente, andere den Ozeanboden. Diese Platten der Erdkruste treiben auf einem heißen, zäh fließenden Gesteinsbrei umher und werden dabei von Bewegungen im Erdinneren angetrieben, genauer gesagt: von Strömungen des Erdmantels. Fachleute sagen auch: Sie driften. All diese Vorgänge rund um die Bewegung der Erdplatten heißen Plattentektonik, die Bewegung selbst auch Plattendrift.

Die Erdkruste ist zersprungen wie eine Eierschale
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Dort, wo die einzelnen Platten aneinander grenzen, ist die Erde besonders aktiv. An einigen dieser Plattengrenzen dringt heißes Gestein aus dem Erdmantel nach oben und kühlt sich ab. Hier bildet sich neue Erdkruste: die beiden Platten wachsen und werden dadurch auseinandergedrückt. Dort dagegen, wo zwei Platten aufeinander prallen, wird die leichtere von ihnen – die kontinentale Kruste – zusammengeknautscht und zu Gebirgen aufgefaltet. Die schwerere der beiden – die ozeanische Kruste – verschwindet dagegen langsam in der Tiefe. Durch die Hitze im Erdinneren wird ihr Gestein wieder aufgeschmolzen. Während die Kante der Platte in der Tiefe versinkt, zieht sie den Rest der Platte hinter sich her und treibt so die Plattenbewegung zusätzlich an.

Aufgefaltete Erdkruste: Die Alpen
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Entlang solcher Plattenränder häufen sich Vulkanausbrüche, Erdbeben, lange Gebirgsketten und tiefe Ozeangräben. Die meiste Unruhe an der Erdoberfläche bringt die größte ihrer Platten mit sich: Es ist die Pazifische Platte, die mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Zentimetern pro Jahr nach Nordwesten rückt. An ihren Rändern finden sich die meisten aktiven Vulkane der Erde, heftige Erdbeben erschüttern die Region. Wegen der häufigen Vulkanausbrüche und Beben heißt diese Plattengrenze auch der „Pazifische Feuerring“.

Spektakel am Plattenrand: Ein Vulkan spuckt Feuer
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Wo Platten zusammenstoßen

Wenn zwei Fahrzeuge aufeinanderprallen, wird ihr Blech zusammengeknautscht. Ähnliches geschieht, wenn zwei Platten der Erdkruste zusammenstoßen. Dann wird ihr Gestein zusammengeschoben und ganz langsam in gewaltige Falten gelegt – so entstehen Faltengebirge. Was beim Autounfall die Knautschzone, ist bei der Kollision von Platten das Gebirge – nur dass ein Autounfall in Sekundenbruchteilen abläuft, eine Plattenkollision dagegen über viele Millionen Jahre.

Verformt durch den Aufprall: die Motorhaube
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Genauso sind die Alpen entstanden: Afrika drückte gegen den Eurasischen Kontinent und faltete das Gebirge auf. Auch der Himalaya in Asien oder die Anden in Südamerika verdanken ihre Herkunft dem Zusammenstoß von wandernden Erdkrustenplatten.

Schöne Knautschzone: die Alpen
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Bei einem solchen Crash schiebt sich das Gestein der leichteren Platte nach oben, die schwerere versinkt in der Tiefe. Dieser Vorgang heißt Subduktion, der Bereich, in dem die Platte abtaucht, Subduktionszone. Entlang dieser Zonen liegen oft tiefe Rinnen, weshalb sie gut zu erkennen sind. Die tiefste von ihnen ist der Marianengraben im Pazifischen Ozean. Diese Tiefseerinne liegt dort, wo die Pazifische Platte unter die Philippinische taucht.

Je weiter die Erdkrustenplatte im Erdinneren verschwindet, desto heißer wird es. Das Gestein schmilzt und in der Tiefe bildet sich Magma. Durch den wachsenden Druck kann es wieder nach oben gepresst werden. Wo es bis an die Erdoberfläche dringt, spucken Vulkane Lava und Asche. Ganze Ketten solcher Vulkane gibt es rund um die Pazifische Platte, zum Beispiel auf Indonesien. Weil sich hier ein Vulkan an den anderen reiht, heißt diese Plattengrenze auch „Pazifischer Feuerring“.

Ganze Ketten von Vulkanen reihen sich um den Pazifischen Feuerring wie hier auf Bali
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An solchen Plattenrändern brechen nicht nur Vulkane aus. Häufig bebt auch die Erde, weil die Plattenbewegung für ungeheuren Druck und wachsende Spannungen sorgt. Sobald diese sich entladen, erschüttern Beben die Erdoberfläche. In Japan zum Beispiel treffen gleich drei Platten aufeinander: die Pazifische, die Philippinische und die Eurasische. Aus diesem Grund wird Japan so oft von heftigen Erdbeben heimgesucht.

Japan ist besonders von Erdbeben bedroht
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Wo Platten auseinander weichen

Ein langer tiefer Riss klafft in der Erde und wird immer breiter. Gewaltige Kräfte reißen die Erdoberfläche in Stücke: Entlang dieser Bruchstelle zieht sich der Ostafrikanische Graben durch den Kontinent. Schon vor 20 Millionen Jahren begann hier Afrika auseinanderzubrechen. Heißes Magma aus dem Erdinneren drückte nach oben und riss die Erdkruste auseinander. Seitdem driften die Krustenstücke auseinander, jedes Jahr um etwa einen Zentimeter. Dass die Erde hier sehr aktiv ist, kann man auch an den vielen Vulkanen erkennen, die sich entlang des Grabens erheben. Sollte irgendwann Meerwasser eindringen, wird aus dem Ostafrikanischen Graben ein Ozean werden. Ähnliches geschah am Roten Meer. Dort trennt sich seit 25 Millionen Jahren die Afrikanische von der Asiatischen Kontinentalplatte. Der entstandene Riss wurde von Meerwasser überflutet.

Der Kilimandscharo ist nur einer der vielen Vulkane im Ostafrikanischen Graben
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Dort, wo kontinentale Kruste auseinanderbricht, entsteht ein Grabenbruch. Wo sich dagegen ozeanische Krustenstücke voneinander wegbewegen, wachsen am Meeresboden Gebirge: die Mittelozeanischen Rücken. Sie bestehen aus Magma, das aus dem Erdmantel durch die ozeanische Kruste nach oben dringt. Hier wird neues Plattenmaterial gebildet. Es drängelt sich sozusagen zwischen zwei ozeanische Platten und erstarrt zu Basaltgestein, das sich immer weiter auftürmt.

Riss in der Erdkruste: das Rote Meer
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An manchen Stellen ragen die Mittelozeanischen Rücken als Inseln über den Meeresspiegel hinaus. Island zum Beispiel und die noch junge isländische Insel Surtsey sind nichts anderes als Teile des Mittelatlantischen Rückens. Durch den Nachschub aus erstarrtem Gestein bekommt die ozeanische Kruste hier ständig Zuwachs. Sie wächst dabei nicht nur in die Höhe, sondern auch zu den Seiten. Die beiden ozeanischen Platten werden nach außen gedrückt. Weil sie sich dabei auseinanderspreizen, spricht man auch von einer Divergenzzone.

Island ist Teil des Mittelatlantischen Rückens
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Auf diese Weise entsteht neuer Meeresboden und der Ozean wird langsam breiter – allerdings nur wenige Zentimeter im Jahr. Aber moderne Satelliten können die Kontinente millimetergenau vermessen. Aus der Bewegung kann man errechnen, dass der Atlantik seit Kolumbus Überfahrt im Jahr 1492 schon um 25 Meter breiter wurde.

Der Atlantik wächst jedes Jahr mehr als 2 Zentimeter
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Aber weil die Erde insgesamt ja nicht größer wird, muss der Zuwachs an Meeresboden an anderer Stelle wieder ausgeglichen werden. Das passiert dort, wo ozeanische Kruste unter kontinentaler Kruste abtaucht: Während der Atlantik immer weiter wächst, versinkt der Pazifik langsam unter den Plattenrändern Amerikas und Ostasiens.