Lithosphäre

Gesteinshülle der Erde

Als Lithosphäre werden die Erdkruste und der oberste Teil des Erdmantels, der sogenannte lithosphärische Mantel, bezeichnet. Sie bildet die äußerste Hülle der festen Erde und besteht aus einzelnen Platten, die sich in Bewegung befinden.

Die Lithosphäre wird nach unten hin durch die Asthenosphäre begrenzt. Der Übergang zwischen den beiden Sphären ist charakterisiert durch einen Wechsel von den festen Lithosphärengesteinen zu jenen Schichten des Erdmantels, die sich ähnlich einer Flüssigkeit verhalten. Der Übergang innerhalb der Lithosphäre zwischen Erdkruste und Mantel wird als Mohorovičić-Diskontinuität, kurz Moho, bezeichnet (nach dem kroatischen Geophysiker Andrija S. Mohorovičić).

Ozeanische und kontinentale Erdkruste

Die Lithosphäre unterscheidet sich sehr stark in Aufbau und Mächtigkeit, je nachdem ob es sich um ozeanische oder kontinentale Erdkruste handelt. Ozeanische Lithosphäre ist relativ homogen, besteht hauptsächlich aus Basalt und ist im Mittel zwischen 50 und 100 km dick. Der kontinentale Anteil ist von seiner Zusammensetzung her wesentlich komplizierter, besteht aber im Allgemeinen aus Granit im oberen Teil und aus Basalt im unteren Teil. Der kontinentale Anteil der Lithosphäre ist mächtiger als der ozeanische, mit Schichtdicken von 40 bis 200 km. Die Moho, der obere Teil der Lithosphäre, befindet sich bei ozeanischer Kruste in etwa 5 bis 7 km Tiefe und bei kontinentaler Kruste unter Gebirgen in Tiefen von 30 bis 50 km.

Die Drift der Kontinente

Die Lithosphäre besteht derzeit aus sieben großen Platten, die unterschiedliche Anteile an kontinentaler und ozeanischer Kruste haben (Abb. 1). Diese Platten „schwimmen“ auf der Asthenosphäre und befinden sich dabei in ständiger Bewegung mit Geschwindigkeiten von 1 bis 18 cm pro Jahr. Es wird angenommen, dass diese Drift der Lithosphärenplatten durch thermische Konvektionsströme im Mantel ausgelöst wird. Mittlerweile hat sich für diese Vorgänge der Überbegriff Plattentektonik durchgesetzt.

Abb. 1: Die Lithosphärenplatten der Erde (Krenmayer und Hofmann 2002).

Drei Bewegungsarten an Plattengrenzen werden unterschieden (Abb. 2):

• Divergierende (auseinander driftende) Platten: An diesen Plattengrenzen bewegen sich die Platten auseinander. Der leere Raum zwischen den Platten wird mit geschmolzenem, beweglichem Material aus dem Erdinneren wieder aufgefüllt. Das Material erkaltet in der Spalte, die Lithosphärenplatte wächst.
• Konvergierende (zueinander driftende) Platten: Wenn an bestimmten Plattengrenzen neues Krustenmaterial erzeugt wird, muss an anderer Stelle Kruste aufgeschmolzen und ins Erdinnere verlagert werden, ansonsten würde die Erde stetig wachsen, was nicht der Fall ist. Bei konvergierenden Platten taucht die schwerere ozeanische Platte unter die leichtere kontinentale Platte ab. Das Gebiet, in dem das Material verschwindet, nennt man Subduktionszone.
• Transformstörungen: An diesen Plattengrenzen kollidieren Platten nicht direkt, sondern werden entlang eines Bruches gegeneinander verschoben.

Abb. 2: Schematischer Schnitt durch die Lithosphäre mit den unterschiedlichen Plattengrenzen (Simkin u.a. 2006, bearb.).

Wie sich die Plattentektonik über sehr lange Zeitskalen entscheidend auf das Klima der Erde auswirkt, kann im Kapitel „Plattentektonik" nachgelesen werden.

Literatur:

Goudie A. (2002): Physische Geographie: Eine Einführung. 4. Aufl. Heidelberg, Berlin: Spektrum, 487 Seiten, ISBN 3-8274-1202-1

Hougett J.R. (2007): Fundamentals of Geomorphology. Routledge: Oxon, 483 Seiten, ISBN 978-0-415-56774-9

Krenmayr H.G., Hofmann T. (Hg.) (2002): Rocky Austria. Eine bunte Erdgeschichte von Österreich. 2. Aufl. Wien: Geologische Bundesanstalt, 64 Seiten (Website)

Schönwiese C.D. (2008): Klimatologie. 3. Aufl. Stuttgart: Ulmer, 472 Seiten, ISBN 978-3825217938

Simkin T., Tilling R.I., Vogt P.R., Kirby S.H., Kimberly P., Stewart D.B. (2006): This dynamic planet. World map of volcanoes, earthquakes, impact craters, and plate tectonics. Washington D.C., Denver: Smithsonian Institution, U.S. Geological Survey, U.S. Naval Research Laboratory. Wandkarte (Website)