Back-arc-Becken ?

Ob Rumpffläche, Schichtstufe oder Flußterrasse. Fragen und Antworten zu Faktoren und Prozesse der Oberflächenformung findet Ihr hier.

Beitragvon Bergpartisan » Mittwoch 19. Oktober 2005, 20:04

... jo, da haste man recht, bin ja auch noch keine 200 mio lenze alt ... ;) schönen abend noch!
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Beitragvon ribi » Donnerstag 20. Oktober 2005, 10:30

Nun ja, kieselsäure da hast du schon recht, jedoch verstehe ich Heiko so, die erde hatte doch im Archaikum ein wahrscheinlich andere Zusammensetzung an Elementen, z.B. überwog Fe und O in der Erdkruste, das heißt doch das zu dieser Zeit ein ganz anderes Verhältnis von basisch und sauren Gesteinen auf der Erde vorhanden war. Wäre dies so? Dies müßte man doch dann an Gesteinen die weitaus älter als der Partisan sind, feststellen können.
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Beitragvon Arno » Donnerstag 20. Oktober 2005, 10:51

Ich könnte mir vorstellen, dass im Archaikum die Mischung noch intensiver war, da die Asthenosphäre noch näher an der Erdoberfläche gelegen haben dürfte. Deshalb ist viel SiAl wieder verschluckt worden. Mit der Subduktion gerät ja auch heute Sial-Material in den Mantel. Sobald aber einmal Sial-Material als Terran etc. an einen Kontinent angeschweißt ist, kann es kaum mehr komplett in den Kreislauf zurück gelangen.

Das mit dem Meeresspiegel ist natürlich völlig richtig. Dessen langfristige Schwankungen sind gut belegt. Das entscheidende ist aber nicht nur die Fläche der Ozeane sondern auch ihre Tiefe, die durch Epirogenese, Subduktion, Dynamik der MOR etc. bestimmt wird. Fener wichtig: die Umwälzgeschwindigkeit des Wassers, das ja durch Subduktion immer wieder dem Ozean entzogen und vorwiegend als Wasserdampf wieder entlassen wird. Fast hätte ich's vergessen: Das Volumen der festländischen Wasserreserven spielt natürlich auch noch eine Rolle.
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Beitragvon glimmerschiefer » Freitag 21. Oktober 2005, 10:45

mann mann mann, da bleibt man mal für ein zwei tage nicht am ball und schon überschlagen sich die beiträge wieder - herrlich, oder fraulich - je nachdem :-)

heiko: die ozeanische kruste ist und kann auch nur basisch sein. das frisch aus dem mehr oder weniger homogen gemischten erdmantel aufsteigende magma, welches z.b. an hotspots oder mittelozeanischen rücken mit dem wasser in berührung kommt, hat gar keine zeit als dass der prozess der magmatischen differentiation beginnen kann. und genau dieser prozess, das mit der langsamen (!) abkühlung einsetzende schrittweise entziehen von "basischen" mineralen und deren anreicherung in den unteren bereichen des aufsteigenden gesteinsmatsches ist doch voraussetzung für die entstehung von "sauren" gesteinen, die sich dann vorwiegend in oberen teilen des gesteinsmatsches anreichern und dort größere sialische gesteine bilden können. ok, das war jetzt etwas vereinfacht dargestellt, aber im grunde genommen sollte es so ablaufen.
was passiert aber mit einem magma an ozeanischen rücken? der ganze mist kühlt innerhalb kürzester zeit ab, keine differentiation, keine saueren gesteine.
was passiert auf den kontinenten? das magma muss im laufe der jahrtausende durch km mächtige gesteine nach oben dringen und kann sich dabei der ganzen basischen minerale entledigen, so dass am ende ein riesen granitmassiv übrigbleibt, oder eben ein rhyolithvulkan. das macht letztlich die kontinentale kruste "saurer" im vergleich zur ozeanischen.

was die dicke von ozeanischen krusten angeht, so ist dies limitiert durch einen weiteren recht simplen regelkreis. je mehr sediment von den kontinenten abgetragen und in den ozeanen abgelagert wird, desto mächtiger und damit schwerer wird diese auflage auf der dünnen (4-6 km) ozeanischen kruste. und diese wird irgendwann nach unten in den erdmantel gedrückt und erneut aufgeschmolzen, sie kann also nie und nimmer große mächtigkeiten, wie etwa die der kontintalplatten erreichen.

kontinente werden, nach meiner meinung, eigentlich nicht aus dem material der mittelozeanischen rücken entstehen können - zumindest nicht wenn man einen sinnvollen größen- und altersmaßstab anlegt (ich spiele hier auf das poplige und jugendliche island an). was passiert mit den meisten inselchen, die so in den ozeanen schwimmen? die werden irgendwann - innerhalb von ca. 200 ma ;) - durch die subduktion der sie tragenden paltte an den rand einer kontinentalen platte herangeführt und dort entweder komplett subduziert und wieder aufgeschmolzen oder zumindest als teilchen dem kontinent angegliedert. aber was die masse angeht, so ist das ein witz, vergleichen mit den riesigen kontinenten.

die älteste kontinentale kruste sollte nach dem willen einiger mineralogen über 3.8 mrd. jahre alt sein - oder hat man mittlerweile noch ältere zirkone gefunden? bestimmt, was sollten die mineralogen denn sonst den ganzen tag machen !!! :P
was davor wahr, kann man in jedem halbwegs vernünftigen geologiebuch nachlesen. ohne freien sauerstoff in der atmosphäre gab es wohl auch keine ozeane. zudem war die erde im inneren noch derart heiß und energiereich, dass die gesteine ständig neu aufgeschmolzen wurden, als dass sich der ansatz eines kontinents hätte für längere zeit halten können.
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Beitragvon Kieselsäure » Freitag 21. Oktober 2005, 17:49

Da hast du natürlich recht Glimmerschiefer, das kommt noch hinzu, so ein bißchen hab ich die magmatische Differentiation vergessen. Je länger der Differentiationsprozeß dauert, desto mehr basische Minerale kristallisieren sich aus der Magma heraus. Ist ja schon lange her ;) . Jedoch kommt es auch auf den schon vorhandenen Ausgangsgehalt von SiO2 in der Magma an.

Du hast noch geschrieben, daß es ohne atmosphärischen Sauerstoff keine Ozeane gäbe. Aber war es nicht so, daß erste photosynthesebetreibende Kleinstorganismen und Algen im Meer für die Bildung atmosphärischen Sauerstoffs (in der bis dahin von CO2, N2 und H2 dominierten Atmosphäre)verantwortlich waren?
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Beitragvon glimmerschiefer » Freitag 21. Oktober 2005, 18:09

richtig. aber es liegt noch ein schritt dazwischen.

der erste freie sauerstoff, der durch vulkane und andere hydrothermale prozesse in die atmosphäre abgegeben wurde, nahm folgenden weg:
- verbindung mit den "oxigenophilen" elementen wasserstoff, kohlenstoff und silizium, sowei noch weiteren...
anders herum betrachtet: wie soll sich meerwasser oder überhaupt wasser in flüssiger form bilden ohne sauerstoff? H2O-moleküle backen eben nun mal bloß wegen des sauerstoffs und der beiden wasserstoffinonen zusammen.

und nun geht der spaß noch weiter. was passiert außerdem noch mit dem durch endogene kräfte freigesetzten sauerstoff? nach der verbindung mit kohlenstoff gibt es zwei wege:
1. lösung im regenwasser und chemische verwitterung von gesteinen (protolyse) und damit entzug aus der atmosphäre
2. wenn nicht schon per regen erfolgt, lösung im meer und damit wiederum entzug aus der atmosphäre.
diese aufsättigung der ozeane konnte also für lange zeiten CO2 entziehen, bis eben erste "sinnvolle" :-) kreaturen auf die idee kamen, doch einfach mal ihren kohlenstoffbedarf direkt aus dem kohlendioxid zu decken. und mit jedem einbau von einem kohlenstoffmolekül in die zellstruktur waren zwei sauerstoffinonen unnütz und sind in die atmosphäre abgezwitschert, bis eben irgendwann einmal genug davon vorhanden war, dass sich auch das leben an land gelohnt hatte. naja, den rest der geschichte - bis hin zur heutigen politik - kennen wir ja :P
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Beitragvon corvus corax » Freitag 21. Oktober 2005, 18:18

interessanter aspekt, das mit dem sauerstoff und den ozeanen. ich hab grad noch mal bei wikipedia nachgelesen, und es ist tatsächlich so, dass sich die erdatmosphäre zunächst durch vulkanismus mit wasserdampf, co2 und anderen gasen anreicherte, bevor es durch die zunehmende abkühlung unseres planeten zu einem 40000jährigen dauerregen kam, was dann die ozeane füllte. 40000 jahre nix als regen. und da hört man heutzutage klagen über schlechtes wetter ;)

http://de.wikipedia.org/wiki/Uratmosph%C3%A4re
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Beitragvon Kieselsäure » Freitag 21. Oktober 2005, 18:48

ja da habt ihr recht, natürlich brauchte der Wasserstoff Sauerstoffmoleküle um nach der Abkühlung der Erde zu Wasser zu kondensieren und erste Ozeane zu bilden. Nur stammte der dazu benötigte Sauerstoff (der vorher im Erdinnern gebunden war) wie du schon gesagt hast, aus der vulkanischen Tätigkeit, und reichte nicht aus um eine sauerstoffhaltige Atmosphäre zu bilden, so wie sie heute vorhanden ist. der wenige Sauerstoff wurde sofort für die Wasserkondensation verbraucht, so daß er sich nicht in der Atmosphäre anreichern konnte. Also daß es trotz Urozeanen eigentlich keinen nennenswerten Sauerstoffanteil in der Atmosphäre gab. Erst durch sauerstoffproduzierende Lebewesen wird soviel produziert daß sich Sauerstoffproduktion und -verbrauch die Waage halten.
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Re: Back-arc-Becken ?

Beitragvon christian_b219 » Montag 10. September 2012, 00:41

Ihr habt da meines Erachtens verpasst die wichtigste Frage zu stellen, inwiefern kann kontinentales Material wirklich subduziert und im Erdmantel recycelt werden? Ich denke nach all dem was ich bisher darüber gelesen habe, dass es früher oder später aufgrund der geringeren Dichte oder bereits wesentlich früher aufgrund der geringeren Solidus Temperaturen wieder an die Erdoberfläche....oder zumindest in die Erdkruste gelangt zugegebener Maßen kann es sich hier durchaus um mehrere 100 Ma handeln bis dies wieder geschieht.

Zum eigentlichen Krustenbildungsprozess kann ich beitragen, dass kontinentale Kruste wohl fast ausschließlich auf aufgeschmolzene Basalte zurückgeht, wobei hier wohl mehrere Mechanismen für das Krustenwachstum verantwortlich sind, das fängt bei den archaischen TTG's bei denen wohl direkt überschobene (man beachte: nicht subduzierte!) ozeanische Kruste aufgeschmolzen wurde (ein Prozess der wohl 2/3 der Kruste erschuf), auch über Meteoriteneinschläge entstandene felsische Provinzen gelten im Archaikum als wahrscheinlich. Nach dem Archaikum wird das ganze wesentlich komplizierter. Ab dann war der Erdmantel wesentlich kühler weshalb von da an ozeanische Kruste meist subduziert und nicht mehr partiell aufgeschmolzen wurde. Es bleibt für diesen Zeitabschnitt also nur noch eine Möglichkeit für größeres Krustenwachstum über die Akkretion von basaltischer Kruste (bevorzugt Inselbögen, Hotspot Ketten oder ganzer ozeanischer plateaus) wie exakt aus dieser basaltischen Kruste kontinentale wurde ist aber nicht wirklich geklärt.

Die basaltische Kruste ist im übrigen sehr wohl differenziert worden der Erdmantel ist schließlich ultrabasisch.

Die vermutlich älteste felsische Kruste ist übrigens 4.4 Ga alt wobei es nicht völlig unumstritten ist, dass sie wirklich felsisch war.
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