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Eingangsbild: Grabenstruktur am Kverkfjölljökull, Island, 2006
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Eingangsbild: Grabenstruktur am Kverkfjölljökull, Island, 2006
Ein Grabenbruch entsteht, wenn eine Platte gedehnt wird und dabei die Lithosphäre zerbricht, das zeigen die beiden oberen Abbildungen. Das Zerbrechen eines Kontinentes und die Entwicklung eines solchen Grabens kann am Anfang eines Zyklus stehen, den wir Wilson-Zyklus nennen. Er ist benannt nach einem der Begründer der Plattentektonischen Theorie, Tuzo Wilson. Ein Wilson-Zyklus umfasst die Entstehung, Öffnung und Schießung eines Ozeans. Die einzelnen Stationen eines Wilson-Zyklus werden in einem späteren Video noch näher erläutert.
Ein kontinentaler Grabenbruch kann dazu führen, dass an dieser Stelle ein Ozean entsteht (Abb. 3.1.1). Es muss aber nicht unbedingt zur Öffnung eines Ozeans kommen, wie man am Beispiel des Oberrheingrabens sehen kann. Dort hatte das Zerreißen Europas bereits begonnen, aber durch eine Änderung der Plattenbewegungsrichtung wurde der Oberrheingraben als Graben, also als Dehnungsstruktur, deaktiviert.
Ein Graben kann in einer symmetrischen oder asymmetrischen Struktur aufreißen (Abb. 3.1.2). Wenn aufsteigende Asthenosphäre die Lithosphäre von unten aufweicht, entsteht eine Schwächezone, an der eine Platte auseinanderbrechen kann. Die beiden Seiten sind dann in etwa symmetrisch entwickelt und es bildet sich ein symmetrischer Graben, bei dem die meisten Vulkane in der Grabenachse zu finden sind.
Wenn sich hingegen eine große schräge Störungszone entwickelt entlang der die kontinentale Lithosphäre auseinandergleiten kann, entsteht ein asymmetrischer Graben, in dem die Vulkane nicht in der Grabenachse, sondern oft weit daneben zu finden sind.
Unter dem Ostafrikanischen Graben hat sich eine Asthenosphärenbeule entwickelt, die schon seit über 10 Millionen Jahren den Graben an dieser Stelle entstehen lässt (Abb. 3.1.3).
Die meisten Vulkane, wie z.B. der Ol Doinyo Lengai in Tansania oder der Nyiragongo im Kongo, liegen in der Grabenachse, andere wie z.B. der Kilimandscharo nur wenig daneben. Dementsprechend handelt es sich um ein überwiegend symmetrisches Grabenbruchsystem (Abb. 3.1.4a).
Einige Geologen sind der Ansicht, dass die Afrikanische Platte an diesem Graben bereits vollständig durchgerissen sei und betrachten deswegen die östliche Seite als eigenständige Lithosphärenplatte, die als Somalische Platte bezeichnet wird. Die südliche Fortsetzung der Plattengrenze ist bis heute allerdings nicht geklärt.
Wenn man sich vorstellt, dass sich entlang der Grabenachse demnächst, also in wenigen Millionen Jahren eine Platte loslöst und sich dazwischen ein neuer Ozean bildet, könnte es vielleicht so aussehen wie in Abb. 3.1.4b. In dieser Ansicht ist die Somalische Platte entlang der Grabenachse des westlichen Grabenastes von der Afrikanischen Platte getrennt worden. Es wäre auch der östliche Ast möglich, doch ist im Moment nicht klar, wo der Riss schließlich verlaufen wird.
Das Rote Meer ist das beste Beispiel für einen jungen, gerade erst kürzlich geöffneten Ozean (Abb. 3.1.5). In der Mitte des Roten Meeres ist eine Spalte, in der bereits echte ozeanische Kruste neu gebildet wird und die beiden Platten, Afrikanische und Arabische Platte driften voneinander weg. Im Wilson-Zyklus wird dieses Stadium als das Rote-Meer-Stadium bezeichnet.
Von diesem Stadium aus ist es nur noch eine Frage der Zeit, dass sich daraus ein breiter Ozean bildet. Auch der Atlantik, der sich uns heute mit mehreren tausend Kilometern präsentiert, hat einmal genauso angefangen als Afrika und Südamerika noch eine gemeinsame Platte bildeten.
In der Mitte des Ozeans bildet sich eine Spreizungszone, die nach einiger Zeit durch einen mittelozeanischen Rücken gekennzeichnet sein wird. Dieser Rücken hat in seiner Mitte auf der Rückenachse einen Riftgraben (Abb. 3.1.6). Das ist auch eine Grabenstruktur, die einem kontinentalen Grabenbruch mit Grabenschultern und Grabenrandstörungen sehr ähnlich ist.
Die Spreizungszone ist eine divergente Plattengrenze, d.h. hier bewegen sich zwei Lithosphärenplatten voneinander weg wie die weißen Pfeile in der Abbildung zeigen. Der ständig neu aufbrechende Riss wird mit einer magmatischen Schmelze verschlossen, die von unten aus der Asthenosphäre in die ozeanische Kruste eindringt und sie aufbaut.