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Tektonik

Alpiner Gebirgsgürtel. Quelle: Jo weber.

In der Geologie bezeichnet Tektonik (nach griechisch τεκτονικός tektonikós ‚‚die Baukunst betreffend‘‘) die Lehre vom Aufbau der Erdkruste in ihrer Struktur und großräumigen Bewegung. Auch Bewegungen und Strukturen des oberen Teils des Erdmantels (Lithosphäre) sind Betrachtungsfeld der Tektonik.

Als Geotektonik werden die eher globalen Aspekte und die Theorien der Erdentwicklung bezeichnet.

Aus den im Gelände beobachteten Störungen und Faltung von Gesteinspaketen sowie den Merkmalen der betroffenen Gesteine, wie Klüftung, Schieferung und Metamorphosegrad, schließt der Geologe auf Richtung, Stärke, Dauer und Zeitpunkt dieser Bewegungen.

Nach den vorherrschenden geologischen Strukturen lassen sich unterscheiden:

Störungs- oder Bruchtektonik

Nahe der Erdoberfläche führen seitlicher Druck, aber auch Druckentlastung, zum Zerbrechen der Gesteinsschichten und zu Verschiebungen der Gesteinspakete gegeneinander, entlang von teilweise offenen Fugen, Klüften, Spalten und Verwerfungen. Hierbei kommt es in der Regel nicht zu durchgreifender Faltung der Gesteine. Beispiele sind die Bildung von tektonischen Gräben und Horsten. Auch an der Einsenkung von Sedimentbecken und der seitlichen Verschiebung von Bereichen der Erdkruste gegeneinander ist Bruchtektonik oft beteiligt. Plötzlicher Spannungsabbau an den beteiligten Störungszonen erzeugt dabei ein Erdbeben.

Faltentektonik

Der genaue Zeitpunkt des Beginns der Faltung hängt von der Beschaffenheit der betroffenen Gesteine ab. Unter bestimmten Bedingungen treten Falten schon in geringer Tiefe unter der Erdoberfläche auf. In den meisten Fällen beginnen sich die Gesteine jedoch in größerer Tiefe, also bei höheren Drücken und Temperaturen, plastisch zu verformen (Duktilität) und werden gefaltet. Die Bildung von offenen Spalten ist nun nicht mehr möglich, und die Bewegung der Gesteinspakete gegeneinander findet nicht mehr nur an Störungen, sondern vor allem durch innere Verformung und Bewegung an regionalen Scherzonen statt. Die Gesteine unterliegen dabei einer Umwandlung, die metamorphe Gesteine erzeugt. Diese Umwandlung kann alle Gesteine einer Region betreffen (Regionalmetamorphose).

Überschiebungstektonik

Bei geeigneten Bedingungen können gefaltete wie ungefaltete Gesteine einander als tektonische Decken überschieben. Dabei können Gesteinspakete von großem Ausmaß über weite Entfernungen transportiert werden. Der Bau dieser Überschiebungskörper kann im Einzelnen sehr verwickelt sein. 

Tektogenese, Gebirgsbildung, Orogenese

Tektonische Prozesse laufen nicht kontinuierlich ab sondern lassen sich in einen Zeitrahmen einordnen. Die heute angetroffene Situation ist das Endergebnisse oft mehrerer Phasen der Gebirgbildung und der tektonischen Überprägung. Der Weg von der ursrünglichen Form in die heutige ist die Tektogenese.

Phasen der Gebirgsbildung sind oft über große Bereiche ausgedehnt und von Phasen relativer Ruhe voneinander getrennt. Regional haben die Gebirgbildungsphasen spezifische Namen mit denen  man sie ansprechen kann. Die Tabelle gibt einen Überblick:

Orogenese- Zeitalter Anfangsphase

Angaben in mya

Höhepunkt oder Ende Derzeitige Phase Wo? Kontinent?
alpidisch-

Kreide, Känozoikum

100 50 rezent wachsend Alpen, Himalaya, Karpaten, Rocky Mountains

Kontinent Eurasien und Subkontinent Indien

variskisch- alleghenisch

mittleres Paläozoikum

400 300 Erosion Südliche Appalachen, die pre-Rocky Mountains und Anden, Ural, Schwarzwald, Harz, Rheinisches Schiefergebirge

Superkontinent Pangaea

kaledonisch-

frühes Paläozoikum

510 410 Erosion Nördliche Appalachen, Schottland, Norwegen

Alte Großkontinente Laurussia, Laurasia

cadomisch- (oder Assyntische Orogenese)

Neoproterozoikum

650 545 Durch Plattentektonik, Sedimentation, Vulkanismus überlagert. Dobra-Gneis (1377 mya) der Böhmischen Masse, im Waldviertel in Österreich

Superkontinent Pannotia oder Großkontinent Gondwana

Pan-Afrikanische Orogenese

Neoproterozoikum

1.000 530 Erosion Superkontinent Pannotia oder Großkontinent Gondwana, Kontinent Afrika
Grenville, svekonorwegisch-

Mesoproterozoikum

1.200 1.100 Ehemals überlagert, durch eiszeitliche Abschleifung teilweise freigelegt. Im östlichen Kanadischen Schild, Südwestliches Schweden, Südliches Norwegen, Nord-Australien

Superkontinent Rodinia

dano-polonisch-

Mesoproterozoikum

1.500 1.400 überlagert durch Plattentektonik, Sedimentation In Polen, Ukraine, Süden von Blekinge und Norden von Bornholm

Zusammenschluss der Kontinente Nena und Atlantika

Wopmay, svekofennisch-

Paläoproterozoikum

2.000 1.700 Ehemals überlagert, durch eiszeitliche Abschleifung teilweise freigelegt. Im westlichen Kanadischen Schild, auf Grönland, im Nordwesten Australiens, in Südafrika und im westlichen Baltischen Schild

Kontinente Nena, Atlantika, am Ende Superkontinent Columbia

Beispiel: loopisch-

Neoarchaikum, Paläoproterozoikum

2.700 2.300 Ehemals überlagert, durch eiszeitliche Abschleifung teilweise freigelegt. Im nordwestlichen Baltischen Schild

Kleinkontinente Fennoscandia, Sarmatia, Volgo-Uralia, am Ende Superkontinent Kenorland?

archaische Orogene ca. 4.000 ? Überlagert, in kleinsten Gebieten der Kratone durch eiszeitliche Gletscher freigelegt. Acasta-Gneis in der Sklavenprovinz und Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel in der Superior-Provinz in Kanada, Isua-Gneis in Grönland und andere Gesteinseinheiten in den Schilden der Kontinente –

Superkontinent „Erste Erde“?

Bedeutung für die Geothermie

Ein zentraler Gesteinsparameter und weitgehend für die Fündigkeit maßgeblich ist die Wasserwegsamkeit einer Gesteinsschicht. Diese hängt nicht nur von der Gesteinsart ab und den Umständen bei der Gesteinsbildung (syngenetische Prägung, Fazies) sondern auch von der weiteren Geschichte, die die Formation überprägt hat. Wesentlich sind hier tektonische Einwirkungen vom Typ der Bruch- oder Faltentektonik aber auch deren zeitliche Ausgestaltung und Abfolge. Störungssysteme mit gegenüber der Umgebung erhöhten Wasserwegsamkeiten sind oft das Ziel geothermischer Exploration. Da diese im Zuge der Tektogenese zu unterschiedlichen Zeiten entstanden sein können, sich mit verschiedenen Beträgen in unterschiedliche Richtungen verschoben (oder auch wieder zurückgeschoben) haben können, ist eine genaue Betrachtung dieser Störungsgenese wichtig. Viele Störungen sind wieder 'verheilt' und haben keine erhöhte Wegsamkeit mehr. Hiebei bezieht sich der Begriff 'verheilt' meist auf eine Füllung der Klüfte mit Mineralen, Tonen, Karbonaten, Silikaten etc.. Störungen können aber auch rein mechanisch durch erhöhten Normaldruck geschlossen (sozusagen zugepresst) werden. Wichtig ist es also, zu erkennen ob Klüfte heute noch aktiv (rezent aktiv) sind. Dies kann man z.B. daran erkennen, dass Wärmeanomalien vorhanden sind, die sich nur durch die Zirkulation warmen Wassers auf diesen Klüften erklären lassen (Oberrheintal) oder wenn an der Erdoberfläche Mantelhelium nachgewiesen wird, das nur auf offenen Klüften zur Erdoberfläche gelangt sein kann.

Erdbeben

Tektonische Bewegungen können entweder fließend (duktil) ablaufen oder 'ruckartig'. Die ruckartigen Bewegungen sind in der Regel mit Erdbeben verbunden, die dann tektonische Beben genannte werden. Diese sind von menschgemachten, induzierten Beben zu unterscheiden. Alle wirklich großen, zerstörenden Beben sind tektonische Beben.

Literatur

Drozdzewski, G. & Wrede, V. :
Faltung und Bruchtektonik – Analyse der Tektonik im Subvariscikum.
Krefeld : Geologisches Landesamnt NRW, 1994.

Eisbacher, G. H. :
Einführung in die Tektonik. .
Stuttgart : Spektrum Akademischer Verlag, 2003.

Frisch, W., Loeschke, J. (Editors) :
Plattentektonik. .
Darmstadt : WissenschaftlicheBuchgesellschaft, 2003.

Gaertner, H.R. V . , Walter, H.W. & Zitzmann, A. :
Karte der Orogenetischen Entwicklung/Fazieskarte der Lithotektonik 1 : 2 500 000.
Vorentwurf. Aufl.
Hannover : Bundesanstalt für Bodenforschung, 1968.

Heil, R.W., H. Rüter, et. al. :
Flächenhafte reflexionsseismische Messungen mit hoher Auflösung zur Erfassung der Mitteltektonik im Grenzbereich Deckgebirge – Karbon.
In: BMFT, Forschungsbericht T82-013 (1982)

Hoyer, P.:
Fazies, Paläogeographie und Tektonik des Malm im Deister, Osterwalde und Süntel.
In: Beihefte zum Geologischen Jahrbuch Nummer 61 (1965), S. 249S

Schwerd , K.:
Tektonik – Alpen.
4. Aufl.
München : In : Bayrisches Geologisches Landesamt ( Hrsg. ): Erläuterungen zur Geologischen Karte von Bayern 1 : 500 000, 1996.

Unger, H., J.:
Tektonik im Molassebecken - Erläuterungen zur geologischen Karte von Bayern 1:500.000.
In: Bayr. Geol.Landesamt (1996), S. 265-266

Wolfgramm, M., Koch, R., Beichel, K.:
Der Einfluss von Fazies und Tektonik auf die Ergiebigkeit des Malmgrundwasserleiters.
In: SDGG Nummer 63 (2009), S. 131

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Tektonik