Geophysikalische Grundlagen der Krustenverschiebung

Zahleiche Untersuchungen haben ergeben, dass sich die Kruste nach den Gesetzen der Isostasie  bewegt

Zahleiche Untersuchungen haben ergeben, dass sich die Kruste als Ganzes oder in Teilen, bestehend aus Kontinental- und Ozeanplatten, nach den Gesetzen der Isostasie auf der Asthenosphäre bewegt. Die Grenzschicht zwischen der Kruste und der Asthenosphäre wird von der Mohorovičić-Diskontinuität gebildet. Diese gilt allgemein als „Gleitschicht“ für die Kruste. Bezüglich ihrer Funktionsweise besteht eine wissenschaftliche „Nebelzone“. Einerseits sind sich manche Wissenschaftler einig, dass die Verformbarkeit der Asthenosphäre nur plastischer, nicht fließender Natur ist, anderseits postulieren einige Wissenschaftler, dass Konvektionsströme von Magma unterschiedlicher Viskosität fließen würden, vergleichbar mit kochendem Öl in einem Topf. Diese „Nebelzone“ sei eines der am heftigsten debattierten Phänomene, schreibt Bruce [Bruce, A.: Erdbeben: Schlüssel zur Geodynamik. - Heidelberg, Berlin, Oxford 1995]. Einigkeit unter den Wissenschaftlern besteht allerdings darüber, dass die Geschwindigkeit der im Rahmen seismischer Untersuchungen gemessenen Erbebenwellen an der oberen Grenze der Asthenosphäre geringer ist als an der unteren. Daraus folgt, dass an dieser oberen Grenze eine geringere Viskosität als in der Kruste bestehen muss, mit anderen Worten, die Kruste gleitet auf der Asthenosphäre [Kraatz, R.: Die Dynamik der Erde. – Heidelberg 1987]. Außerdem folgt das auch aus der Kenntnis, dass das Magma unterhalb der Mohorovičić-Diskontinuität hauptsächlich aus silikatarmer Basaltlava mit +1400°C und einer Viskosität bei von 1 bis 10 (also dünnflüssig) besteht. Der obere Mantel muss demzufolge wesentlich dünnflüssiger sein als allgemein behauptet wird.

Wenn nun die „schwimmende“ dünne, leichte aber feste Kruste als geschlossene Kugelschale einem tangentialen Impuls erhält,

verschiebt sie sich als Ganzes auf dem kugelförmigen Erdmantel und -Kern. Richtung, Entfernung und Dauer der Verschiebung werden dabei von Richtung, Größe und Art der Einwirkung des Impulses bestimmt. Die Verschiebung als Relativbewegung der Kruste zu Mantel und Kern ermöglichen außerdem die Massenverhältnisse beider infolge der Trägheit oder dem Beharrungsvermögen des Erdinneren. Die überschlägliche Berechnung der Trägheitsmomente zur Verdeutlichung der Verhältnisse ergibt Folgendes:

1.   Nimmt man den Erdmantel und Kern als Vollkugel mit einem Radius von 6300 km und einer mittleren Masse von 6 x 10 hoch 24 kg an, dann beträgt das Trägheitsmoment (Kugel) I = 2 / 5 von m r³ = rund 600 x 10 hoch 36.

2.   Nimmt man die Erdkruste als kugelige Schale mit einem Radius von 6350 km, einer Dicke von 50 km und einer Masse von 0,3 x 10 hoch 24 kg und an, dann beträgt das Trägheitsmoment (Kugelschale) I = 2 / 3 von m r³ = rund 25 x 10 hoch 36.

Das Erdinnere ist also vierundzwanzigfach träger als die Kruste.

Das Funktionieren der Verschiebung der festen Kruste  einfach praktisch

Man kann sich das Funktionieren der Verschiebung der festen Kruste auf dem mehr oder weniger festen Mantel auch einfach praktisch, auf zweifache Weise verdeutlichen. Erstens: Man fahre nach Rom. Auf der Piazza del Imperio kann man eine Drei-Meter-Marmorkugel (Gewicht 37 Tonnen) in einer passenden Kalotte, auf einem dünnen Wasserfilm sich drehen sehen. Solche steinerne Gleitkugeln gibt es in unterschiedlichen Größen und an vielen Orten. Bereits Kinder können diese Kugeln mühelos bewegen. Zweitens: Man nehme ein Stück Butter aus dem Kühlschrank und lege es an den Rand einer kalten Pfanne auf den flachen Boden. Der Boden der Pfanne sei ungefähr ein Grad geneigt. Es wird nichts passieren, die Butter wird sich nicht bewegen. Wenn man aber die Pfanne erhitzt und die Unterseite der Butter zu schmelzen beginnt, wird sich das Stück Butter wie von selbst auf die andere Seite der Pfanne auf der dünnen Schmelzschicht schwimmend bewegen. 

So einfach ist das!