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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Tiefseerinnen

Autor: Dr. David Voelker

Die tiefsten Bereiche der Erdoberfläche findet man in den Tiefseerinnen. Tiefseerinnen sind an konvergente Plattenränder gebunden, bei denen ozeanische Kruste unter einer benachbarten Platte unterschoben (subduziert) wird. Hier wirken neben den Auftriebskräften vor allem der Zug des im Mantel absinkenden Teils der Platte. Dieser Prozess findet seinen Ausdruck in den langen, schmalen und extrem tiefen Tiefseerinnen.

Die mittlere Tiefenlage der Ozeanböden ist im allgemeinen durch den isostatischen Gleichgewichtszustand der ozeanischen Kruste bestimmt, d.h. das Verhältnis der Dichte der Kruste (und aufliegender Sedimente)zur Dichte des unterliegenden Mantels. Die Beziehung von Alter, Wärmefluss und Tiefenlage der ozeanischen Kruste wird durch die Sclater-Beziehung ausgedrückt. Da das Absinken der ozeanischen Kruste mit zunehmendem Alter immer langsamer erfolgt, das Alter ozeanischer Kruste ohnehin beschränkt ist und die Sedimentauflage zunimmt, liegen die größten Flächenanteile des Ozeanbodens in einer Tiefe zwischen 3500 und 4500  m. An konvergenten Plattenrändern ist dieser Geichgewichtszustand nicht gegeben, es wirkt u.A. der Zug des Teils der Platte der bereits vollständig subduziert und abgesunken ist, die sogenannte slab drag force.

Bei der Subduktion zeigt die ozeanische Kruste (neben der spröden Deformation in Form von Horst- und Grabenstrukturen) insgesamt auch elastisches Verhalten: vor dem Eintritt in die Subduktionszone wird die ozeanische Platte auf-, dann in Subduktionszone heruntergebogen. Der bathymetrische Ausdruck dieser elastischen Flexur ist ein leichter Anstieg des Meeresbodens seewärts der Ozeanrinnen (flexural bulge), sowie die schmalen, langgestreckten und extrem tiefen Tiefseerinnen (trenches). Die gebräuchliche Bezeichnung Tiefseegräben ist bei Geologen unbeliebt, weil ein Graben eine Struktur bezeichnet die durch Dehnung entsteht.

Beschreibung siehe Bildunterschrift

Wirksame Kräfte am konvergenten Plattenrand nach Uyeda. FRP-Ridge Push, FSD-Slab Drag

Die unterschiedliche Tiefe verschiedener Tiefseerinnen läßt sich einerseits aus dem unterschiedlichen Subduktionsverhalten der ozeanischen Kruste erklären, die in die Subduktionszone eintritt. Diese hängt wiederum wesentlich von Alter, Dicke und Struktur der Kruste ab. Die tiefsten Bereiche der Erdoberfläche überhaupt treten dort auf, wo verschiedene ozeanische Platten konvergieren (das Vitiaz-Tief im Mariannen-trench, Pazifik). Außerdem wird die Tiefe durch den Eintrag von Sedimenten modifiziert. Da im Bereich von Subduktionszonen die höchsten Gradienten der Erdoberfläche überhaupt auftreten (Atacama-Graben - Zentralkamm der Anden = 12 km auf xx km) kann die physikalische Erosion u.U. besonders stark wirken.

Beispiel Atacama-Graben Nord-Süd-Vergleich

In diesem Zusammenhang liegt auch eine besondere Bedeutung von Tieseerinnen für die Tiefseesedimentation. Die Rinnen schlucken den allergrößten Teil der Sedimente die - z.B. als Turbidite - vom Kontinentalrand in die Tiefsee transportiert werden. Anders als an passiven Kontinentalrändern werden die seewärts liegenden tiefen Ozeanbecken von turbiditischem Eintrag klastischer Sedimente abgeschirmt.

Beschreibung siehe Bildunterschrift

Tiefenprofile über die Kurilen-Kamschatka-Rinne. Die Profile überqueren Tiefseebecken, Tiefseerinne, den vulkanischen Inselbogen (volcanic arc) der Kurilen und im Fall von Profil c ein Randmeerbecken im Rückbereich des vulkanischen Inselbogens (backarc-basin).