237 Geologische Rundschau 74/2 I 237-249 I Stuttgart 1985

Die tektonische Evolution der Erde von Pangiia zur Gegenwart - ein plattentektonisches M o d e l l The tectonic evolution of the earth from Pangea to the present - a plate tectonic m o d e l Von GERHARDBISCHOFF, Ktln*) Mit 9 Abbildungen

Zusammenfassung Das hier vorgestellte Modell basiert auf der Annahme, dat~ sich unter grof~en Landmassen, wie Pang~ia zum Beispiel, in tektonischen Ruheperioden W~irme aus dem Erdinneren anstaut. Infolgedessen entwickelte sich vom Perm his zur Kreide ein weites Konvektionstumorsystem; Pang~ia zersplitterte und die kontinentalen Platten bewegten sich vom afrikanischen Zentrum weg. Die ozeanischen Rticken des Atlantiks und Indiks folgten den abwandernden Platten wie sich *~tffnende Ringe,,. Panthalassa, der Eo-Pazifik, wurde von allen Seiten iiberdriftet. Es muf~ einen Gegenstrom vom Pazifik im Mantel geben, welcher fiir die AuffSllung der zwischen den Pang~iabruchstficken entstehenden ozeanischen Riiume mit Mantelmaterial sorgt. Auch die ozeanischen Platten des Pazifiks bewegen sich vom zentralen ,,Darwin-Rise,< weg. Der ostpazifische Riikken folgte der Bewegung und bildet heute einen ausgedehnten ostw~irts gekriimmten Bogen. In den ozeanischen ,,Auf{enbtgen,~ bildeten sich infolge der Dehnung Querrifts. Die Transformsttrungen sind in beiden Systemen radial angeordnet. Die Terrains an Nordamerikas Westkiiste k6nnen nur 6stlich eines ostpazifischen R~ickens aus ihrer urspriinglichen Position im zentralen Pazifik herausgewandert sein, also synchron mit dem sich 6ffnenden Paziilk. Die Kontinente bewegen sich m6glicherweise solange yon ihrer ursprtinglichen Position weg, bis erneut eine grot~e Landmasse zusammengedriftet ist. Unterhalb einer sotchen ,,Neogiia,, ktnnte sich wieder ein Konvektionstumor infolge yon Wiirmestau entfalten. Das findet vielMcht in Intervallen yon einigen hundert Millionen Jahren start und ktnnte die WILSON-Zyklen der Erdgeschichte erkl~iren.

Abstract The model proposed here is based on the assumption that beneath giant landmasses (e.g. Pangea) heat from the inner earth is stored up and accumulated during periods of tectonic inactivity. Consequently below Pangea a huge convection bulge system developed from the Permian to the Cre*) Anschrift des Verfassers: Prof. Dr. G. BISCHOFF,Geologisches Institut der Universitiit zu K61n, Ztilpicher Str. 49, D-5000 K61n 1.

taceous; Pangea split up and the continental plates moved away from the African centre. The oceanic ridges of the Atlantic and the Indic also followed the movement of the withdrawing continents like ,,opening rings,~. The oceanic ridges always maintained their position in the middle of the spreading oceans above unidirectional flows in the upper mantle. Panthalassa which surrounded Pangea, was overdrifted from all sides. Since the ,,expansion~ of Pangea is continuing even today, there must be a counter current of mantle material from the Pacific area, compensating the gaps between the fragments of Pangea. Consequently at the subduction zones a suction should exist, which pulls the Pacific plates under the advancing plates of the former Pangean continent. In the centre of Panthalassa another bulge from the upper mantle developed simultaneously with the bulge under Pangea. The Pacific oceanic plates moved away outwards from this central ,,Darwin rise,~. The Eastpacific ridge also followed this movement eastwards and forms today a wide, ringl2"t(%arc. In the outer arcs of the Pangean and Pacific spreading ocean systems transverse ridges developed as a resuqt of the extension of the older oceanic crust. The transform faults are radial structures in both ,,expanding~, systems. The hotspot spurs of the Hawaii and Polynesian islands can be explained as the result of material derived from an independent slowly ESE moving deeper part of the mantle. The terrains on North Americas West cost moved away from their original position in the central Pacific ocean synchronously with the opening ocean on the east side of the advancing East Pacific ridge. The energy which drives the whole system is residual plus radioactive heat. Kinetic movements compensate the heat surplus of the earth. The continental plates of the Pangean system are moving away from their original position until a new giant landmass is formed by collision. Below such a stationary ,,Neogea,< a heat bulge can develop again. This may take place perhaps in intervals of hundred of million years, explaining the WILSON-cycles in earth history.

Rgsum~ Le module pr6sent~ iciest bas6 sur l'hypothtse qu'endessous des grandes masses continentales - comme ia Pangte p.ex. - il s'aceumule, pendant les p&iodes de calme tectonique, de la chaleur d'origine interne. En cons6quence,

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depuis le Permien jusqu'au Cr&act, un vaste syst~me de convection s'est d&elopp~; la Pang& s'est morcel& et ies plaques continentales se sont 61oigntes du centre africain. Les dorsales oc~aniques circum-africaines ont suivi le mouvement de ces plaques ~tla mani~re d',,anneaux concentriquest. La Panthalassa, pr&urseur du Pacifique, a &~ chevauch& de tousles c6t~s. I1 dolt s'~tre &abli, dans le manteau, ~tpartir du Pacifique, un contre-courant qui compense i'ouverture des octans en formation entre les fragments de la Pang&. Le Pacifique a donn~ lieu, lui aussi, ~tune expansion centrifuge; la dorsale est-pacifique a suivi le mouvementet forme aujourd'hui un are bomb~ vers l'est. Dans le~ arcs oc~aniques ext~rieurs, l'expansion a provoqu6 la formation de dorsales transverses. Les failles transformantes montrent, dans les deux syst~mes, des dispositions radiales. Les terrains de la c6te W de l'Am~rique du N ne peuvent provenir que d'une r~gion situ& {tPEst de la dorsale est-pacifique dans sa position d'origine. Les continents s'~loigmerit et forme aujourd'hui un arc bomb~ vers l'est. Dans les arcs oc~aniques ext~rieurs, l'expansion a provoqu~ la forSous une telle ,,N~og&,,, une nouvelle cellule de convection pourrait ensuite se d&elopper. Ces phtnom~nes pourraient se d~rouler dans un intervalle de quelques centaines de millions d'ann&s, expliquant ainsi les cycles de Wilson dans l'histoire de la Terre.

Kt{yTC~I ZlpyF c A p y r o M ~I poKa B pe3yylsTaTe ~pei;iqba MaCCbI He IIOItBI/TCI:ICHOBa C: pOMHbIe KOHTHHeHTbI.n o ~

TaKO~I<~B pe3yJIbTaTe CI(OIIJIeHI45ITelIYlOBblX IIOTOKOB cJIe)IyeT O)KH)IaTb rlO~iByieHl,ie HOBbIX KOHBeKIlHOHHblX eBO)IOB. T a x n e eOtblTHgl MOryT, BepO~lTgO, rlOBTOp~ITbC~I B rtHTepBaJ]ax B HeCKOYIBKOCOT MHJIJ/HOHOB ~IeT, H, BO3MO)KHO~ 9THM MO)KHO Ot"bglCHHTb IIOSIBYleHHe LIHK3IOBBH2]bCOHa B HCTOpFIH 3eMTIH.

Einfiihrung

In ihrer klassischen F o r m geht die Plattentektonik davon aus, daf~ beiderseits yon ozeanischen Rficken Platten zur Seite driften u n d im Bereich der Rficken Segmente neuer ozeanischer Kruste angeschweigt werden. ,,Die K~imme sind also die Achsen des SeaFloor-Spreading. In manchen F a l l e n - so etwa im Atl a n t i k - schieben die ozeanischen Platten Kontinente auseinander u n d sind so die Ursache der Kontinentaldrift,~ heit~t es z. B. bei E. BONATTIu n d K. C~Ar~ 1984, S. 63, in einer aufschlut~reichen Arbeit fiber ozeanische Bruchzonen, die sich kritisch mit der Natur der Transformfaults (J. T. WILSON, 1965) auseinandersetzt. A m Beispiel der Romanche-Bruchzone, K p a T l l O e eo~lep~iiartlIe die sich als Graben von rund 60 km Breite am Kquator quer durch den Atlantik zieht u n d Tiefen von ABTOpOM ilpeAcTaBJIeHa HOBaFI MO~eJIb. OHa OCttOBaHa 7500 m erreicht, wird diskutiert, daf{ es sich bei den Ha ~oHyIIIeHHH, qTO FIO~ FHFaHTCKHMH MaTepHKOBbIMH grot~en zentralatlantischen Transformfaults u m MaccaMH, KaI{OBOISI6 L t n a HalIp. IIaHre~t, B HepHoAbI TeKTOHHqeCKOYO HOKOFI IIpOHCXO~HT HaKOUIIeHHe TelUIa, Transversalgr~iben zu den ozeanischen Rficken hanHoeTylia}oli~ero i43 He)]p 3eMJIH. B p e 3 y n b T a T e 9TOFO B delt, also u m Dehnungsstrukturen. Die Autoren rleprlo)I OT nepMrI ilo MeJIa IlpOH30tuJIo o g p a 3 0 B a H H e Testellen die Frage: ,,Was wiirde passieren, wenn die IIYIOB]blX KOHBeKIIHOHHblX CBOJ]OB; B pe3yJIbTaTe 9TOFO Driftrichtung der ozeanischen Platten, die an der npo~/30111eJI p a e l I a ) l I I a H r e l a I4 ilepeMeliIeHile MaTepvITransformst6rung aneinander entlang gteiten, auch KOBI~IX IIYlHT OT a ~ p I t g a H c I { o r o I~eHTpa. C p e j l H e - o K e a n u t Mcht yon derjenigen abwiche, bei der die TransHHqeCKHe x p e 6 T b I aTIIaHTHqeCKOFO H HH~H~ICKOFO formfauks einen rechten Winkel mit beiden AboKeaHOB HepeMeliIaJIgCb 3a pa3ABHFatOIIIHMHC~/ IIIIHTaschnitten der Riickenachse bilden? A n g e n o m m e n , MH, KaK <). MaTepHKOBI~Ie der Winkel stiege fiber 90 Grad. D a n n wiirden die FJIMtbI cTaJI!eIHalIOYl3aYb CO Bcex CTOpOH Ha HaHTaYlaccy Platten nicht mehr einfach aneinander vorbeigleiten, - 3Ty [)o-Hall~qb~Ky. TaKoe ~BJ~erlne Ao~Ixrlo 6~InO sondern in einem spitzen Winkel auseinanderlaufen SbI3BaTb o t p a T r t b l e KOHBeKILHOHHble TeqeHHlt OT IIalIH(divergieren). Dadurch geriete die Transformst6qbHKH B MaHTHIO, qTO rlpilBeJIo K 3alIOJIHeHFIIO oKeaH~IUecI>06pa3oBaYlHCB, B pe3yJ]bTaTe PAVONI schon 1969 hingewiesen. ,,Das ~iquatoriale ~IeHy~IalII4H, TpaHcBep3an~H~Ie p~qbT~I. TpaHcqbopMHsIe Afrika u n d der zentrale Pazifik w~iren demgem~ii~ als pa3YlOMbI B 0 6 e H x CHCTeMax pacrlo:Io~HJIrlCb pa~InaJI~Quellgebiete zu betrachten, bei welchen im ErdmanHO. Per~Ion~i y 3 a n a a H o r o I I 0 6 e p e ) K b n CeBepHoI;I AMetel eine sehr langsam aufsteigende, breitangelegte pHK!,I MOFYIHIlepeMeCTHTbC~I OT c B o e r o n c x o ~ n o r o n o :io~eHvI~ TO~I~KOBOCTOtIHee BOCTOqHO-IIalLH~t{qecKo- Str6mung vorhanden w~/re, von der dann das Matero xpe6Ta, T. e. CHHXpOHHO e OTICp~ITHeMIIa~n(pHrn. rial seitlich wegflief~t% schreibt PAVONI auf Seite MalepHKH Ilepe~m~ramTcfl OT c~oero ncxo~Inoro no- 74/75 der zitierten Arbeit u n d diskutiert dieses Ph~iYlO~KeHH~I,BO3MO)KHO~~O Tex IIOp, IIOKa OH~tTB He CTOTI- n o m e n in mehreren Folgearbeiten wie u. a. 1981.

Ein plattentektonisches Modell - A plate tectonic model

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Abb. 1. Abge~inderteDarstellung der gegenw~irtigentektonischen Evolution der Erdkruste nach N. PAVON11969mit zwei Dehnungszentren unter Afrika und dem westlichen Pazifik. Um sie herum verlaufen bogenf6rmig die jeweils nach auf~en abwandernden ozeanischen Riicken, ebenso wie sich die nach aut~endr~ingendenPlatten yon den Zentren entfernen. In den Auflenb6gen der beiden avancierenden Systeme bildeten sich Querriicken infolge der Dehnung und Inselb6gen zwischen den auseinanderstrebenden kontinentalen Teilen der ehemaligen Pang~ia (vgl. Abb. 3 u. 8). Fig. 1. The present tectonic evolution of the earth crust, with two spreading centres below Africa and the western Pacific, modified after N. PAVON11969.These centres are encompassed by arc-like oceanic ridges which move outwards, as well as the external plates depart from these centres. In the outer arcs (Auf~enb6gen)of both advancing systems transversal ridges develop as the result of crust extension as well as island arcs between the advancing parts of the former Pangea continent (see fig. 3 and 8). Schon 1964 erschien H. W. MENARD'S ~Marine Geology of the Pacific,,. Auf den Seiten 138-152 diskutiert er die Entstehung des Pazifiks aus damaliger S~cht. Danach war vor 180 bis 100 Mio Jahren der ,,Darwin-rise~, im Pazifik aktiv. MENAr.Derkl~irt den Darwin-rise als eine Aufbeulung fiber einem tumorartigen Konvektionsauftrieb im Mantel: ,,The Darwin-rise developed as a broad upward bulge of the mantle. The upper mantle appears to be somewhat abnormal.,~ Wegen der grunds~itzlichen Bedeutung fiir die folgenden Ausfiihrungen werden hier Originalabbildungen wiedergegeben (Abb. 2 a+b). Daraus folgt, dag MrNARD 1964 die Plattenbewegungen im Pazifischen Ozean als seitliche Abwanderung von einem zentralen ,,uplift,, ansieht. In seiner Darstellung wandern auch die ozeanischen Riicken als untermeerische Rifts seitw~irts ab.

Die ~ffnung der Pang~ia Die Offnung der Pang~ia seit ebenfalls 180 Mio Jahren erfolgte nach einem ~ihnlichen Bild, well auch

die ozeanischen Rficken zwischen den Bruchstiicken von Pang~ia vom zentralen Zentrum Afrika (bzw. Eurafrika) nach auflen herauswandern und st~indig an Ausdehnung zunehmen, Pang~ia war vor rund 180 Mio Jahren noch eine Landmasse, die praktisch alle heutigen Kontinente vereinte. Der n6rdliche Teil, ~Laurasia,, war yore sfidlichen ,~Gondwana~ zwar nicht getrennt, aber durch die Tethys deutlich eingeschniirt, die eine weit nach Westen vorspringende Ausbuchtung yon Panthalassa, dem Pang~ia umgebenden ~Eo-Pazifik~ war (Abb. 3 a). Pang~ia dfirfte etwa 30% der Erdoberfl~iche eingenommen haben, w~ihrend Panthalassa mit der Tethys zusammen rund 70 % der Erde bedeckte. Diese Relation wird in Analogie zur heutigen Verteilung yon Ozeanen und Kontinenten angenommen. Im oberen Perm begannen sich die ersten Anzeichen des Zerbrechens des Mammutkontinents einzustellen und vor fund 160 Mio Jahren setzte die Offuung des mittleren Atlantiks ein. Der Zerfall yon Pang~ia ging yon einem Riftvalleysystem aus, das zun~ichst um Affika als Zentralscholle herum verlief,

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Abb. 2. Entwicklung des Pazifischen Ozeans nach H. W. MENARD1964 mit Str6mungsverlaufim Mantel. Der Darwin-rise wird ,,as a broad upward bulge of the mantle,~ beschrieben. Fig. 2. Evolution of the Pacific Ocean after H. W. MENARD1964 (with mantle currents). The Darwin-rise is explained ~,asa broad upward bulge of the mantlet,.

also etwa den heutigen Kiistenformen Afrikas folgte, urn sich dann im Laufe der weiteren Erdgeschichte zum Atlantischen und Indischen Ozean zu 6ffnen. Daraus folgt eindeutig, daf~ die ozeanischen Riicken in den internen Ozeanen von Pang~ia (Atlantik, Indik etc.) nicht station~ir liegen, sondern die ,,Expansion,, von Pang~ia mitmachen (Abb. 3). Sp~iter erfolgte die Offnung des n6rdlichen Atlantiks mit der gr6nl~indischen ,,Internplatte,, und fast gleichzeitig die Offnung des Ozeans zwischen Australien und Antarktis vor rund 60-70 Mio Jahren. Die einzelnen Teilstiicke von Pang~ia entfernten sich weiterhin vom Herzstiick Afrika, das selbst langsam nach N N E driftete. Eurasien trug dabei durch Rechtsrotation, zun~ichst bis zur Offnung des Nordatlantiks mit Nordamerika verbunden, zur Einengung der Tethys bei. Durch den Offnungsmechanismus von Pang~ia kam es, dat~ alle jungen (alpidischen) Faltengebirge der Erde am Aut~enrand der Pang~ia-Teile entstanden, wiihrend die Riftvalleys innerhalb der Pang~ia zur Entfaltung kamen, yon denen sich die gr6gten zu Ozeanen 6ffneten, w~ihrend viele als Totrifts nicht welter zur Entwicklung kamen. Man k6nnte demnach von einem zirkumpanthalassischen Gebirgssystem sprechen, das das zweiseitige Faltengebirgssystem der

Tethys als ehemalige Ausbuchtung von Panthalassa mit einschlief~t. Es sieht nach diesem Biid (Abb. 4) ganz so aus, als ob sich Pang~ia, wie yon N. PAVONI 1969 gefordert, tiber einem aufw~irtsgerichteten QuelIstromsystem mit dem Maximum unter Gondwana aufl6ste. Die einzelnen Schollen von Pang~a dr~ingten nach aui~en und bewegten sich gegen Panthalassa und seine Tethys genannte Ausbuchtung vor, - engten diesen Ozean also immer mehr ein -, bis schlieglich noch der heutige Pazifik und die fast ausgefaltete Resttethys iibrigblieben. Der Pazifik wird weiterhin von allen Seiten ~iberdriftet und eingeengt. Daraus resultiert die wesentliche Konsequenz eine gleichbleibend grol~e Erde vorausgesetzt -, dat~ von Panthalassa bereits seit dem Jura soviel iiberdriftet und subduziert wurde, wie sich Atlantik, Indik und andere Internozeane von Pang~ia auf der anderen Seite ge6ffnet haben. Die ehemalige Pang~ia umfaf~t heute bereits einschliefflich der Internozeane 60% der Erdoberfl~iche, w~hrend der Pazifik als Rest des ehemaligen Panthalassa von urspriinglich 70% auf etwa 40% der ErdoberfLiche eingeengt wurde. Da das Geoid ausgeglichen war und ist, ergibt sich daraus zwangsl~ufig eine sehr wesentliche Folgerung fiir

Ein plattentektonisches Modell - A plate tectonic model die Str6mungsabl~iufe im Mantel. Es muf~ n~imlich einen Strom vom Pazifik unter die herandriftenden Kontinente bzw. in die zwischen Ihnen aufreif~enden Lficken hinein geben, der daffir sorgt, dat~ ozeanisches Krustenmaterial zur Aufffillung der entstehenden ozeanischen R~iume zwischen den Pang~iastiicken bereitgestellt wird. Anders ausgedriickt folgt aus dem Bewegungsablauf, daf~ ozeanische Kruste des kleiner werdenden Pazifiks subduziert und das Material zur Verfiillung der gr6f~er werdenden Internozeane innerhalb der Pang~iateile verwandt wird. Daraus resultieren relativ weitr~iumige Zirkulationssysteme im Mantel, die m6glicherweise sehr fief reichen.

Zum Offnungsmechanismus von Pang~ia Es mul~ im Mantel ein Str6mungsbild existieren, das den beschriebenen Bewegungsabl~iufen gerecht

wird und dabei erkEiren kann, daf~ auch die Ozeanischen Riicken des Pang~iasystems vom eurafrikanischen Zentrum wegwandern - und zwar mit halber Geschwindigkeit wie die nach aul%n strebenden Kontinente, da sie stets in der Mitte der sich 6ffnenden Ozeane beharrten. Alles spricht dafiir, da~ sich unter Eurafrika ein Aufstrom befindet, der die Schollen allseitig yon diesem Zentrum nach au~en mimimmt (vgl. Abb. 5 a und b). Die Mittellage der ozeanischen Riicken l~t~t sich damit erkl~ren, dat~ sie sich aus N~hten entwickelt haben, die zun~ichst in der Kruste aufreif~en und sich bei der Entfernung von Schollen zu Riftvalleys und sp~iter zu ozeanischen R~iumen entwickeln. Dieser Prozet~ vollzieht sich m. E. allein nach isostatischen Gesetzen. - Bei der Offnung der Bruehzone (Naht) rutschen Krustenteile in den werdenden Graben hinein, wobei sie nach isostatischem Gleichgewicht

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Abb. 3. Die Offnung der Pang~iaim Laufe yon 180 Mio Jahren. W~ihrendPang~iaursprfinglich rund 30 % der Erdoberfl~iche einnahm, bedecken ihre Stficke heute rund 60 % einschliefflich der intern entstandenen Ozeane. Die ozeanischen R/icken machten die Offnung wie sich erweiternde *Ringe,~ mit. Fig. 3. The opening of Pangea from 180 m.y. up today. Since Pangea covered originally appr. 30 % of the earth's surface, it covers today with all pieces appr. 60 %, the internally arised oceans included. The oceanic ridges participated in the opening like extending rings.

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Abb. 4. Imaginiire Kombination der im Verlauf der sp~iteren Bewegungen entstehenden Einengungs- und Dehnungselemente mit dem sich seit 180 Mio Jahren 6ffnenden System der Pang~ia. Alle jungen Faltengebirge umlaufen Pang~ia, w~ihrend die Riftvalleys sich innerhalb der Pang~ia entwickelten. Daraus wird abgeleitet, daft sich das System tiber Konvektionstumoren entfaltete, die sich unter dem Mammutkontinent w~ihrend der tekronischen Stabilit~it vom Perm bis zur Kreide entwickelt haben k6nnten. Die im Bild dargestellte Lage der ,,Tumore~ ist rein hypothetisch und muff keineswegs exakt der Realit~it entsprechen.

Fig. 4. Imaginary combination of compressive and extensive elements within the Pangean system in the course of later movements during 180 m.y. All younger folded mountains encompass Pangea, while the rift valleys developed inside of the continent. It is deduced therefore that the system evolved over convection ~,tumors~,, which could have developed below this giant land masses during tectonic stability from the Permian to the Cretaceous. The location of the tumors in the figure is purely hypothetical and does not have to match exactly with reality.

streben. D a d u r c h kommt es bei weiterer Offnung des Grabens zur Ausdiinnung der Kruste (vgl. Modell Abb. 6). Schliefllich kann heifles Mantelmaterial, unter Druckentlastung fliissig und damit leichter werdend, aufsteigen und in ozeanischen R~iumen im Rift extrusiv werden. Bei weiterer Offnung des Systems wird das eingeflossene heifle Mantelmaterial von beiden Seiten her gleichm~/flig abkiihlen und sich so die von J. G. SC5ATERet al. 1971 ver6ffentlichte Tiefenkurve der Ozeanb6den fiir eine 100 km m~ichtige Lithosphiire einstellen (vgl. Abb. 7).

U. a. hat H. J. NZU~ZBAUZRin mehreren Arbeiten (vgl. 1981) darauf hingewiesen, daft geringe Unterschiede in der temperaturbedingten Ausdehnung bei der Entwicklung yon W~irmetumoren bereits zu erheblichen H6hendifferenzen des isostatischen Ausgleichsniveaus fiihren miissen. (Vgl. auch G. BISCHOFF 1964). Es bedarf keiner aktiven Str6mungswalze unter Riftvalleys oder ozeanischen RiJcken, um ihre Struktur zu erkl~iren. Dazu sagt D. P. McK~NzI~ 1983: ~Es gibt nicht einmal ein Grund f~ir die Annahme, die aufw~irtsgerichteten Str6me deck-

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Rift

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Abb. 5a. Konvektionswalzen im Erdmantel im Sinne der >,klassischen,insensu stricto<~in plate tectonics. The difficulty arises that the currents converge towards Africa which would anticipate subduction zones there. The opposite is true: Africa is still opening today.

Rift Afriko

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Abb. 5b. Zur Diskussion gesteiltes Modell eines Konvektionstumorsystems unter Pang~ia(bzw. Gondwana), das die Platten allseitig auseinanderbewegt. Bei diesem Modell wandern auch die ozeanischen Riicken auseinander. Die Offnung des Pangiiasystems geht auf Kosten des ozeanischen Systems von Panthalassa, dem Eo-Pazifik, das allseitig iiberdriftet wird. Fig. 5b. A convection tumor system below Pangea, respectively Gondwana, thrown open to discussion. It diverges the plates outwards. In this model also the oceanic ridges advances divergely. The opening of the Pangea system develops at the expense of the oceanic system of Panthalassa, the Eo-Pacific, which was overdrifted from all sides.

ten sich mit der Lage der mittelozeanischen Riicken; tats~ichlich hat man Hinweise darauf, daf~ dies nicht der Fall ist.<< Die yon beiden Seiten her erfolgende Abkiihlung mit nach unten ge6ffneter schalenf6rmiger Anschweii~ung yon Mantelmaterial, also Neubildung ozeanischer Kruste, sorgt bei weiterem Auseinanderdriften yon Platten dann dafiir, dat~ das offene Rift in der Mitte der sich 6ffnenden ozeanischen R~iume erhalten bleibt. Meines Erachtens bilden sich dabei Gebiete mit erh6hter vulkanischer Aktivit~it (Hotspots) in tektonisch besonders beanspruchten Zonen entstehender Rifts, die als Schwiichezonen bei den sp~iteren Driftbewegungen der getrennten Platten erhalten bleiben. Sic k6nnen yon ihrer urspriinglichen Position mit dem ozeanischen Riicken herauswandern, also im Rift beharren. Ging die Riftbil-

dung mitten durch die Hotspot-Region hindurch, so wie das z. B. heute noch auf Island oder in der Tristan da Cunha/Gough Inselgruppe im Siidatlantik der Fall ist, dann muI~ sich beim Auseinanderdriften der Platten mit fortschreitender Abkiihlung von den Seiten und Anbau von ozeanischer Kruste eine ,,spiegelbildliche<< Spur (Island-Schwelle, Walfisch/Rio Grande Riicken) herausbilden. Das beschriebene Prinzip erm6glicht auch zu erkl~iren, dag sich mehrere Rifts nebeneinander oder zeitlich nacheinander in unterschiedlichen Positionen bilden k6nnen. Tats~ichlich ist die Erdkruste, gleichgiiltig ob es sich um kontinentale oder ozeanische Kruste handelt, vielfach yon parallelen oder abgewinkelten Rifts durchzogen. Vide Beispiele lassen sich dafiir im Norden Europas linden, wo sich Rift-

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Abb. 6. Modellversuch in Wasser. Hierbei wurde Hoiz genommen und in Schnitte zerlegt, die angen~ihert Staffelbriichen entsprechen. Es zeigt sich, dai~ die Bruchstiicke beim Auseinanderdriften derart nach isostatischem ~,Schwimmgleichgewicht~, streben, daf~ sich die Riftr~inder aufw61ben. Gleichzeitig zeigt die Unterseite eine Aufw61bung in der Mitte, also unter dem ,~Rift% so daf~ sich ein Profii ergibt, das dem eines Riftvalleys entspricht. Fig. 6. Wooden model floating in water. A block were cut to pieces corresponding to a graben system. It is shown that the pieces tend to an isostatic equilibrium and to an upward arching of the rift edges. The model shows an updoming in the centre which resembles a profile of a true rift valley.

valleys im Atlantik einerseits und zwischen Gr6nland und Kanadischem Schild andererseits ebenso erweiterten wie das verzweigte System von RhoneRhein-Wikinggraben und andere. Auch Afrikas Riftvalleys, unter anderem das Rote Meer im N o r d osten, haben parallel verlaufende Gr~ben, wie den H o n g r a b e n in Libyen z. B. - Der Tote Meet Graben zweigt ebenso spitzwinkelig v o m Roten Meet ab wie der G o l f yon Aden. U n d schlief~lich gibt es mehrere

Abb. 7. Beim Auseinanderdriften yon Platten tiber einem einseitig gerichteten Strom entwickelt sich zun~chst aus einer Naht ein Riftvalley (vgl. Abb. 6), aus dem bei weiterer Drift ein Ozean werden kann. In die Offnung dringt Mantelmaterial passiv ein. An beiden Seiten des sich 6ffnenden Systems wird durch Abk~ihlung gleichm~if~ig ozeanische Kruste schalenf6rmig angebaut. Die ozeanischen Riicken behalten somit zwangsl~iufig ihre Mittellage bei. Fig. 7. During the spreading of plates above an unidirectional flow at first a rift valley is developing from a suture. When drifting continues an ocean may arise and mantle material intrudes passively into the gap (see fig. 6). During progression of cooling oceanic crust layers are symmetrically added on both sides of the opening system. In this way the ocean ridges maintain their central position.

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Ein plattentektonisches Modell - A plate tectonic model Totrifts. - Auch die Erklarung dieser ,,triple junctions,, ist nach dem hier diskutierten Modell ohne komplizierte Konstruktionen von Str6mungswalzen m6glich, denn die Platten driften im Prinzip wie Eisschollen auf einem einseitig gerichteten Strom auseinander. Auch das hat bereits N. PAVONI1969 (S. 67) beschrieben und zeichneriseh dargestellt: ,,Es wird somit eine grotgraumige, unter den Riicken horizontal fliegende Str6mung postuliert,,, - und weiter schreibt er: ,,Es ist klar zu unterscheiden zwischen den Flief~bewegung in der Asthenosphare und der Driftbewegung der lithospharischen Schollen. Lithosphare und Asthenosphare bilden zwei deutlich getrennte tektonische Stockwerke~, (S. 68). - Es ist abet h6chstwahrscheinlich, d ~ es bei dem beschriebenen System/ibergeordnete 6rtliche Konvektionszellen im Bereich des fliefffahigen Mantels gibt, worauf u. a. D. P. McKENZlE besonders hinweist.

Die Offnung des (Eo-)Pazifischen Ozeans Genau wie die Pangaa hat sich nach meiner Vorstellung Panthalassa, der Eo-Pazifik, ge6ffnet. Der Beginn des Auseinanderdriftens der ozeanischen Platten des Eo-Pazifiks geht auf die yon H. W. MENARD 1964 beschriebene Aufbeulung des Darwinrise zuriick (Abb. 2 a+b). - Ist die Offnung der Pangaa an Hand der auseinanderstrebenden Kontinente relativ leicht erkennbar (Abb. 3 a-d), so muf~ man zum Erkennen des gleichen Vorganges in Panthalassa sich der kartographischen Darstellung der pal'~omagnetischen Felderung und der Lage der ozeanischen Riicken bedienen, da Panthalassa bzw. der Pazifik ausschliel~lich aus ozeanischer Kruste besteht. Sehr deutlich kommt die ringf6rmige Struktur des Pazifiks als heutiger Rest yon Panthalassa an Hand eines vereinfachten Auszuges aus dem von H. G. OW~N 1983, S. 43, ver6ffentlichten Kartenbildes der palaomagnetischen Struktur des Pazifiks zum Ausdruck, in das die Position des Darwin-rise M~NAV.D'Seingezeichnet wurde (Abb. 8). - Daraus wird deutlich erkennbar, dag der ostpazifische Riicken sich bogen- bzw. ringf6rmig seit 160 Mio Jahren vom Darwin-rise ausgehend entwickelt hat und sich von ihm immer weiter entfernte, ebenso wie die ozeanischen Riicken des atlantisch-indischen ozeanischen Systems sich vom afrikanischen Zentrum entfernten. Die beschriebene Entwicklung des Pazifiks findet in mehreren wesentlichen Phanomenen ihre Bestatigung. Da ware zunachst noch einmal auf die ringf6rmig angeordneten palaomagnetischen Streifen um den Darwin-rise herum hinzuweisen, zu denen die radial angeordneten Transformfaults in deutlicher

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Beziehung stehen. Die Transformfaults laufen vom Darwin-rise nach augen radial weg und somit etwa senkrecht zu den pal~iomagnetischen Streifen. Hier sei auf das von E. BONATTIund K. CRANEam Anfang dieser Arbeit wiedergegebene Zitat verwiesen. Danach sind die Transformfaults die Folge von Zugspannungen in dem sich ringf6rmig 6ffnenden Systems des Pazifiks. So wie vom Zentrum von Pangaa ausgehend die kontinentalen Platten nach auflen streben, bewegen sich auch die ozeanischen Platten des Pazifiks bzw. Panthalassas nach autgen weg, wobei es zwischen den Platten in den ,,Augenb6gen, auseinanderklaffende Liicken geben mug (Abb. 1 und Abb. 8). Wahrend nach auf~en abwandernde ozeanische Riicken jeweils durch fliissiges Mantelmaterial aufgefiillt werden, mut~ die in den Auf~enb6gen abwandernde ozeanische Kruste Querspriinge bekommen, aus denen sich Querrifts entwickelten. So entstanden im Pazifik der Cocosriicken n6rdlich und der Chileri]cken s/idlich der nach autgen abwandernden Nascaplatte, die allmahlich unter Sfidamerika subduziert wird. - Als weiteres Argument fiir die ringf6rmige Offnung des Pazifiks sind die an Nordamerika angelandeten Terrains (D. L. JONESet al. 1983) anzusehen. Diese miissen namlich bereits vor ihrer Wanderung 6stlich des ostpazifischen Riickens gelegen haben, da sie unm6glich die sich 6ffnende SpreadingZone iiberdriften konnten und das schon gar nicht entgegen einer ,,westwarts driftenden pazifischen Platte,. Wenn abet der werdende ostpazifische Riikken zunachst vor rund 160 Mio Jahren am Darwinrise lag, dann k6nnen diese Terrains durchaus im Zuge des Herauswanderns des Riickens auf der Ostseite auf abwandernden ozeanischen Platten mitgenommen worden sein, solange bis sie yon dem von der Gegenseite herandriftenden nordamerikanischen Kontinent erfat~t und angelandet wurden. Zu der Vorstellung des sich ringf6rmig 6ffnenden Systems des Pazifischen Ozeans passen auch die alten und heute toten Rifts 6stlich vom ostpazifischen Riicken ebenso wie der haufige Versatz der magnetischen Streifen an den Transformfaults und der ebenso haufige Versatz des Riickens selbst, ganz abgesehen von den radial angeordneten Transformfaults. Und schliefflich erklart dieses System der ozeanischen Offnung, die vor rund 160-180 Mio Jahren begann, warum es keine altere ozeanische Kruste geben kann, well diese nach aut~en abgewandert ist, wo sie yon den kontinentalen Krustenteilen Pangaa's iiberdriftet wurde. BMbt also zu beantworten, wie sich die Hotspot-Spuren von Hawaii und Polynesien in diese Vorstellung einordnen lassen. Zu den Magmen selbst sagt D. P. McKENZlE 1983: ,,Isotopenmessungen an

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Abb. 8. Strukturbitd des Pazifischen Ozeans an Hand der pal~iomagnetischen Streifen (nach H. G. OWEN 1983). Daran zeigt sicb deutlich die ringf6rmige Struktur. Im Aut~enbogen 6stlich des pazifischen Riickens liegen die Querrifts n6rdlich und sadlich der nach Osten abwandernden Nasca-Platte. (In dunkler Schraffierung die 58 bis 70 Mio Jahre alte ozeanische Kruste zur Verdeutlichung der Ringstruktur.) Fig. 8. Structural pattern of the Pacific Ocean after paleomagnetic stripes (H. G. OWEN1983). The ring-likestructure can be seen clearly. In the outer arc east of the East Pacific Ridge transversal ridges are situated in the north and south of the eastwards moving Nasca-Plate. (Dark the oceanic crust of 58 and 70 mio years age to show clearly the ring structure.)

Laven yon Hawaii zeigen, daf~ das Material nicht mit dem Rest des oberen Mantels durchmischt wurde, sondern aus einem Tell des Mantels kommen mug, der yon den konvektierenden Teilen des oberen Mantels seit ungefiihr einer Milliarde Jahren isoliert war.,, Somit lassen sich die geradlinigen HotspotSpuren ebenso gut, wenn nicht sogar besser damit erkl~iren, dag sie aus einem tieferen Mantelbereich stammen, der sich insgesamt langsam in Ostsiidost-Richtung- also anniihernd in Erddrehrichtungunter dem eigenst~indigen oberen Mantelsystem hinwegbewegt. Die von R. A. DUNCAN und I. McDouGALL 1976 ver6ffentlichten Geschwindigkeiten und Richtungen der Spuren deuten sogar an, dat~

ihre Winkelgeschwindigkeit auf der Kugel gleich ist, sie also tats~ichlich auf einen tieferen Mantelbereich bezogen werden k6nnen, der unter dem Pazifik anscheinend z. Zt. um eine NNE-SSW gerichtete Achse nach ESE rotiert.

Pang~ia und Pazifik, ein gemeinsames Bewegungssystem Auch das System der sich 6ffnenden Pang~ia zeigt die Entwicklung von Querrifts in den Auf~enb6gen zum ,,zirkumafrikanischem, mittelozeanischen R~kken (Abb. 1). Besonders der bedeutende Riicken zwischen Australien und der Antarktis ist ein Quer-

Ein plattentektonisches Modell - A plate tectonic model

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rficken im Sinne der hier diskutierten Ausweitung dies nicht der Fall sein kann. Wie Abb. 8 deutlich der Pang~ia. Diese beiden Kontinente hingen noch zeigt, wird die ozeanische Kruste des Pazifiks v611ig vor fund 60 Mio Jahren zusammen, zu einer Zeit, da unabh~ingig von ihrem Alter und damit unabMngig der ostpazifische Riicken weir n6rdlich yon der da- vom Grad der Abkiihlung subduziert. W~ihrend maligen Position Australiens lag (Abb. 3). Australien Nordamerika z. B. den offenen, im Untergrund heiihat seinen schnellen VorstoB in Richtung auf den Ben ostpazifischen Rficken iiberdriftet, gibt es im Darwin-rise w~ihrend der letzten 60 Mio Jahren voll- nordwestlichen Pazifik ozeanische Kruste mit einem zogen und den siidlichen Teil des Darwin-rise bereits Alter von fiber 150 Mio Jahren, oder vor Siidameriiiberdriftet, wie fiberhaupt der westliche Pazifik un- ka's Kfiste z. B. von 30-40 Mio Jahren, die jeweils ter Teilen der Pang~ia weitgehend subduziert wurde gerade an Subduktionszonen erfagt wird. (Abb. 8), so dab sich die Ringstruktur des Pazifiks heute nur noch auf seiner 6stlichen Seite gut sichtbar Die tektonische Bipolarit~it der Erde zeigt. - Im Gegensatz zum pazifischen ozeanischen Plattensystem besteht das sich 6ffnende Pang~ia-SyDie bisher diskutierten geologischen Ph~nomene stem prim~ir aus kontinentalen Platten. Diese sind sprechen ffir die Bipolarit~t der Erde. leichter als ozeanische Platten und driften demgem~iB In einem bipolaren, sich jeweils ringf6rmig 6ffals ,,Hochschollen, gegen die ozeanische Kruste des nenden System - Pang~ia und Pazifik - k6nnen die Pazifiks yon allen Seiten heran. Folglich ist zu erwar- Teilsfiicke jedoch nicht unbegrenzt auseinanderstreten, dab das ozeanische Krustenmaterial des sich ben, sondern m[issen auf der Kugeloberfl~iche der ebenfalls 6ffnenden Pazifiks einerseits unter die her- Erde wieder zusammenlaufen, wenn sie die H~ilfte andr~ingenden Panggateile subduziert wird, anderer- tier Kugeloberfl~iche iiberdrifted haben. Vielleicht seits abet zwischen dem im ,,Aufgenbogen~ des sich liiBt sich so z. B. die SchlieBung des karibischen Bo6ffnenden Pang~ia-Systems auseinanderstrebenden gens gegen Westen mit der Neuentstehung der relativ Kontinenten weit ausholend erhalten blieb. So sind jungen Subduktionszone vor Mittelamerika gegen m. E. die weit zu Pang~ia ausholenden B6gen zwi- den Pazifik erkl~iren. Dafiir spricht auch der Beweschen Nord- und Sfidamerika (Karibische Inseln), gungssinn an der San Andreas-Verschiebung gegen zwischen Sfidamerika und Antarktis (Inselbogen mit den sich weiterhin 6ffnenden Pazifik. Zu diesen Neugeorgien etc.), zwischen Antarktis und Neusee- rgberlegungen geh6rt dann der zweite Teil der am land/Australien (Inselbogen der Maquarieinseln) Anfang dieser Arbeit zitierten Ausfiihrungen von E. und zwischen Australien und Indien (Indonesischer BONATTI und K. CRANE 1984, S. 63, ,,umgekehrt Inselbogen) mit Inselterrains entstanden (Abb. 3d).- k6nnte der Winkel der driftenden Platten an den Der in vielen geotektonischen Karten als eine, wenn Transformfaults aber auch unter 90 Grad sinken. In auch versetzte Einheit dargestellte ostpazifische und diesem Fall wiirden die Platten an der Transformst6indisch-antarktische Riicken kann meines Erachtens rung im spitzen Winkel aufeinander zulaufen (konso nicht gesehen werden, denn der ostpazifische vergieren). Es k~imezu seitlichen Druckspannungen, Riicken ist mit mindestens 160 Mio Jahren Entwick- die die Kruste verformen. Die resultierenden vertilungsgeschichte sehr viel ~ilterals der relativ junge in- kalen Bewegungen k6nnten ffir die tektonische Hedisch-antarktische Rficken mit 60 Mio Jahren. Beide bung yon Krustenbl6cken verantwortlich sein., - Es sind getrennt durch die seismisch aktive Subduk- fiillt auf, dag es vor Kalifornien und Kanada in den tionszone des Maquarie-Inselbogens, an der das sich Bereichen keine Subduktionszonen gegen den Pazi6ffnende Pang~ia-System im ozeanischen Krustenbe- fik gibt, wo der ostpazifische Riicken bereits fiberreich mit dem sich 6ffnenden pazifischen System zu- driftet wurde (Abb. 8). Ebenfalls fehlt die Subduksammenst6tgt. tionszone vor dem siidlichen Chile zwischen dem In diesem Zusammenhang ist es ganz interessant Chilerficken und Feuerland, einem Gebiet, das seiszu bemerken, dab der ostpazifische Riicken einen misch fast inaktiv ist. Die Erkl~irung liegt m.E. darin, gr6Beren Radius hat als der atlantisch-indisch-zir- dag in diesen Gebieten eine auflaufende Platte ein kumafrikanische Riicken (vgl. Abb. 1), was der gr6- sich 6ffnendes Rift iiberdriftet, wobei es unterBeren Spreading-Geschwindigkeit des ostpazifi- schiedliche Geschwindigkeiten der sich begegnenschen Riickens entspricht, wenn sich die Offnung den Platten auf der Frontalseite bis zum Rift und auf wie beschrieben vollzogen hat. der Riickseite hinter dem Rift geben muB, so dab die Zu Vorstellungen, wonach die Subduktion der Kollision mit Subduktion auf der Frontalseite groB, ozeanischen Kruste eine Folge der Abkiihlung sein auf der Riickseite jedoch nur noch gering ist. k6nnte, muB an Hand der pal~iomagnetischen GlieDie einzelnen Pole des tektonischen Erdsystems derung des Pazifischen Ozeans gesagt werden, dag Pazifik und Afrika- wurden bereits yon H. W. ME-

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NARD1964 im Pazifik (Darwin-rise) - vgl. Zitat in der Einfiihrung dieses Aufsatzes - und yon G. BISCHOFF 1966 mit folgenden Worten fiir Gondwana beschrieben: ~,Das Zerbrechen des Gondwanakontinents, der Ausflut~ des Basalts (S~idafrika, Paran~) und der Beginn des Auseinanderdriftens Afrikas und Siidamerikas sind m.E. ein einheitlicher Vorgang. Die Ursache kann aufsteigende W~irme unter dem exzentrisch liegenden Gondwanakontinent gewesen sein...,, -. Der Darwin-rise MENA~D'Sim pazifischen Ozean liegt auf dem heutigen Globus dem Zentrum des Drakensberg Vulkanismus in Siidafrika gegeniiber. Afrika hat sich seit dem Jura nur wenig nach Nordnordosten verschoben. Vieles spricht dafiir, d ~ die beiden vulkanischen Grot~strukturen sich vor rund 180 Mio Jahren entsprechend vorliegender Altersdatierungen der dort ~iltesten Basalte gleichzeitig zu entwickeln begannen und schon damals Gegenpole auf der Erdkugel waren. Von ihnen ausgehend, begannen sich Pang~ia und Panthalassa zu 6ffnen, womit der gegenw~irtig letzte Zyklus der Plattenbewegungen eingeleitet wurde, der noch immer semen Fortlauf nimmt. MiSgliche Ursachen der bipolaren tektonischen Evolution der Erde Die Ursache der gleichzeitig beginnenden Aufl6sung der Pang~ia einerseits und der Offnung des PanA~rika

Abb. 9. Theoretische Darstellnng des m6glichen Str6mungsverlaufs im Erdmantel. Wesentlich ist, dal~das dutch die avancierenden Pang~iateile verdr~ngte und subduzierte ozeanische Krustenmaterial des Pazifiks teilweise zur Auffiillung des sich erweiternden Atlantischen und Indischen Ozeans dienen mull

thalassa andererseits muf~ m.E. in einem einheitlichen Str6mungsbild im Erdmantel gesehen werden, das dieser Bipolarit~it gerecht wird. Danach haben sich gleichzeitig unter dem afrikanischen Zentrum von Pang~ia und unter dem Darwin-rise des Panthalassa Aufstr6me entwickelt, die vor rund 160-180 Mio Jahren die Platten allseitig von beiden Zentren wegzubewegen begannen. Als Ursache daf~ir kann W~irmestau unter dem exzentrisch liegenden Kontinent Pang~ia in Betracht gezogen werden. Dieser W~irmestau k6nnte sich dadurch entwickelt haben, daf~ einerseits die W~irmeleitf~ihigkeit der kontinentalen Kruste geringer ist als diejenige der ozeanischen Kruste auf der Gegenseite der Kugel und da~ andererseits radioaktive W~irme im kontinentalen Bereich zur Ausbildung eines W~irmepuffers fiihrte. Dadurch k6nnte es - dem W~irmegef~illefolgend- in der Asthenosph~ire zur Entfaltung eines groi~r~iumig angelegten Konvektionstumorsystems unter Pang~ia und dort zun~ichst unter Gondwana gekommen sein, well dieser Tell von Pang~ia schon sehr viel l~inger als Landmasse existierte (Abb. 4 und 5). (Entsprechende Modellversuche sind in G. BISCHOFF1984, S. 67 ver6ffentlicht. Vgl. auch W. R. JAcoBv 1981.) Die isolierende (kontinentale) Platte bleibt selbst relativ kiihl, well die aus dem Erdinneren gleichm~iffig angebotene W~irme darunter gestaut und mit der Konvektionsstr6mung zu den Seiten abgeleitet wird. Fiir den Gegenpol unter Panthalassa bestanden solche Bedingungen jedoch nicht. Wenn es dort gleichzeitig ~

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Fig. 9. Theoretical sketch of possible mantle currents in two globe sections. It is important to note, that the ocean crust material of the Pacific which is subducted by the advancing Pangean parts, is partly used to infill the enlarging Atlantic and Indic Ocean.

Ein plattentektonisches Modell - A plate tectonic model zur Entfaltung eines Gegentumors unter dem Darwin-rise kam, so kann dieser mit dem Absaugeffekt erkl~irt werden, der sich zwangsl~iufig im Erdmantel ergeben mug, w e n n sich an einer Stelle ein Aufstrom ,:lurch W~irmekonvektion entwickelt. Der Motor des ganzen w~ire also in dem einseitig unter Pang~ia entstehenden W~irmestau zu sehen, der die kontinentalen Platten dieses Kontinents auseinandertrieb. A n der Stirnseite der abdriftenden Platten mug das Material des iiberdrifteten Pazifiks nach unten abgeleitet u n d auch abgesaugt werden, well es ja zur Auffiillung der sich 6ffnenden ozeanischen R~iume zwischen den Pang~iateilen ben6tigt wird. Andererseits mug es einen teilweisen Riickstrom unter dem Pazifik im tieferen Mantel geben, well sich auch dieser ozeanische Raum 6ffnet u n d die Spreading-Zone mit Material gefiillt werden muff, das nur aus der subduzierten, nach augen abwandernden ozeanischen Kruste stammen kann (vgl. Abb. 9 a u n d b). Es ist dabei durchaus einzukalkulieren, daf~ Abspaltung yon leichterem Material aus den absinkenden ozeanischen Platten an den Subduktionszonen

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diesen Prozefg f6rdert, so dag diese auch zus~itzlich unter Dichtezunahme absinken. Der sich entwikkelnde W~irmetumor unter Pang~ia k6nnte so gesehen durchaus der von J. F. Dewey 1983 geforderten Initialphase der Plattenbewegung entsprechen, allerdings mug die Energiequelle fiir die Bewegungen auch weiterhin bestehen. Da die Bewegungen der Platten der Pang~ia in Richtung auf den Pazifik weiterhin anh~ilt u n d einige (Indien) sich bereits mit Asien vereinigt haben, k6nnte man fragen, ob es im Laufe der weiteren Erdgeschichte zu einer neuen A n s a m m l u n g von kontinentaler Kruste zu einer ,,Neog~ia~ kommt, also wiederum zur Ausbildung einer Groglandmasse. Damit dr~ingt sich der Gedanke auf, dat~ sich dann nach einer Ruheperiode wiederum unter dieser Landmasse ein W~irmestau entwickeln k6nnte, welcher eine neue geotektonische Evolution der Erdkruste einleitet. Liegt in diesem Ansatz m6glicherweise eine Erkliirung der W I L S O N - Z y k l e n , also des periodischen Ablaufs des tektonischen Geschehens in der Erdgeschichte?

Literatur

ANGENHEISTER,G. (1983): Warum bewegen sich die Kontinente? - Geowissenschaften in unserer Zeit, 1, Nr. 5, Veriag Chemie, Heidelberg. BISCHOFF, G. (1966): Statische Gesetzmiif~igkeiten des basischen Deckenvulkanismus und deren Hinweise auf Vorg~inge im oberen Erdmantel mit Beispielen aus Siidamerika und Afrika. - Zeitschr. d. Dtsch. Geol. Ges., Jahrg. 1964, 116 II, 813-831, Hannover. - (1984): Ein bipolares plattentektonisches Modeli zum Ablauf der Erdgeschichte. - Gliickauf-Forschungshefte, Jahrg. 45, H. 2, 63-71, Verlag GRickauf, Essen. BONATTI, E. & CRANE, K. (1984): Ozeanische Bruchzon e n . - Spektr. d. Wissensch., 7, 62-76, Heidelberg. DEWEY, J. F. (1983): Plattentektonik. - In: Ozeane und Kontinente, Spektr. d. Wissensch., 26-38, Heidelberg. DUNCAN, R. A. & McDOUGALL, I. (1976): Linear volcanism in French Polynesia. - Journ. of volcanology and Geothermal Research, 1, 197-227, Elsevier, Amsterdam. JACOBY, W. R. & SCHMELING,I-I. (1981): Convection Experiments and the Driving Mechanism. - Geol. Rdsch., 70/1,207-230, Ferd. Enke Verl., Stuttgart. JONES, D. L., Cox, A., CONEY, P., BECK, M. (1983): Nordamerika, ein Kontinent setzt Kruste an. - Spektr. d. Wissensch., 1, 66-82, Heidelberg. MCKENZIE, D. P. (1983): Der Mantel. - Spektr. d. Wissensch., 11, 48-63, Heidelberg. MENARD, H. W. (1964): Marine Geology of the Pacific. McGraw-Hill Inc., 138-152. NEUGEBAUER,H. J. (1981): Zur Entstehung und Entwickiung yon kontinentalen Riftsystemen. - Geol. Rdsch. 70/I, 231-243, Ferd. Enke Verl., Stuttgart.

OWEN, H. G. (1983): Atlas of Continental Displacement, 200 Million years to the Present. - Cambridge Univ. Press, 159 S. PAVONI, N. (1969): Zonen lateraler horizontaler Verschiebung in der Erdkruste und daraus ableitbare Aussagen zur globalen Tektonik. - Geol. Rdsch., 59/1, 56-77, Ferd. Enke Verl., Stuttgart. - (1981): A global geotectonic reference system inferred from Cenozoic tectonics. - Geol. Rdsch., 70/1, 189-206, Ferd. Enke Verl., Stuttgart. SCLATER, J. O., ANDERSON, R. N., BELL, M. L. (1971): The elevation of ridges and evolution of the eastern central Pacific. - J . Geophys. Res., 76, Nr. 32, 7888-7915. SEIBOLD,W. (1983): Zum modernen geologischen Erdbild. - Gliickauf Forschungshefte, Jahrg. 44, H. 2, 57-63, Verl. Gliickauf GmbH., Essen. STODDARD, P. R. & WAINRIGHT, E. J. (1983): A Reconstruction of the North-eastern Pacific from the Hawaiian-Emperor Hotspot Trace. - Tectonophysics, 99, 221-229, Elsevier, Amsterdam. WEGENER, A. (1929): Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. - 4. Aufl., 231 S., Vieweg Verlag, Braunschweig. WILSON, ]. T. (1965): A new class of faults and their bearing on continental drift. - Nature, 207, H. 4995, 343-347, London. (1971): Continents adrift. - 172 S., Freeman, San Francisco. WHITMAN, J. M., HARRISON, C. G. A. & BRASS, G. W. (1983): Tectonic Evolution of the Pacific Ocean since 74 Ma. - Tectonophys., 99, 241-249, Elsevier, Amsterdam.