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Die Entstehung der Berge

Berge und Gebirgsbildung

Struktur der Erdkruste 

Von innen nach außen besteht die Erde aus verschiedenen Schalen. Die äußere Schale ist die Erdkruste (Lithosphäre). Diese Erdkruste besteht nicht aus einem Ganzen, sondern aus mehreren größeren und kleineren separaten Platten, die wie in einem Puzzle aneinander grenzen. Auf einigen Platten gibt es nur Ozeanen. Auf anderen Platten finden wir sowohl Kontinent als auch Ozean. Die Dicke und Zusammensetzung der ozeanischen und kontinentalen Kruste sind nicht überall gleich. 

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Abbildung 1. Das Skandinavische Gebirge (auch Skanden genannt) erstreckt sich von Südwesten nach Nordosten durch Norwegen und Schweden. Es entstand während der kaledonischen Orogenese. Das Gebirge gehörte einst zum selben Gebirge wie das Hochland von Schottland und die Appalachen in Nordamerika. Durch das Auseinanderdriften der Erdplatten sind diese Teile nun voneinander getrennt.

Erdplatten in Bewegung 

Wie Eisschollen in einem Fluß „schwimmen“ die Erdplatten mehr oder weniger auf dem flüssigen Erdinneren. Manchmal stoßen sie aufeinander. Sie können sich aber auch von einander entfernen. Die Distanz, die die Platten zurücklegen, beträgt in der Regel einige Zentimeter pro Jahr. Verantwortlich für die Bewegungen der Erdplatten sind Strömungen flüssigen Gesteins (sogenannte Konvektionsströme) in tieferen Teilen der Erde. Diese Strömungen werden durch Temperaturunterschiede zwischen den tieferen Teilen der Erde und der Oberfläche verursacht. 

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Abbildung 2. Das Hochland von Schottland entstand während der Kaledonischen Orogenese. Dieses Hochland gehörte einst zum selben Gebirge als die Skandinavischen Berge und die Appalachen in Nordamerika. Durch das Auseinanderdriften der Erdplatten sind diese Teile nun voneinander getrennt.

Durch die Plattentektonik bilden sich Bergen 

Die Bewegungen der Erdplatten (Plattentektonik, Abbildung 4) sorgt für die Entstehung von Bergen. Platten können miteinander kollidieren. Die kollidierenden Teile der Platten werden dann zerknittert. Das kann man mehr oder weniger mit einem Frontalzusammenstoß zweier Autos vergleichen. Dieses Zerknittern der Erdplatten wird als Falten bezeichnet. Um eine Vorstellung von dieser Faltung zu bekommen, können wir ein Experiment mit zum Beispiel einem Handtuch machen. Legen Sie das Handtuch auf eine glatte Oberfläche, beispielsweise auf einen Tisch, und drücken Sie die Enden mit den Händen zusammen. Der Zwischenteil beginnt sich zu falten. So funktioniert es auch bei der Gebirgsbildung durch kollidierende Kontinente. Die dabei entstehenden Falten gibt es in unterschiedlichen Größen. Manche sind viele Kilometer groß, andere können in Zentimetern gemessen werden. Beim Falten können die Faltschichten auch brechen. Dann können Schichtpakete übereinander gleiten. Alle Felsen, die sich durch diese Faltung erheben und übereinander gleiten, bilden die Berge. Wer ein Gebirge besucht, kann oft an mehreren Stellen dieses Geschehen beobachten. 

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Abbildung 3. Wer ein Gebirge besucht, kann oft an mehreren Stellen einen guten Blick auf schräggestellte und gefaltete Gesteinsschichten werfen. Hier ein Beispiel aus den Alpen. Die schräg gestellten und gefalteten Ablagerungen des linken Fotos sind rechts in Nahaufnahme zu sehen.

Wie bereits erwähnt, können tektonische Platten miteinander kollidieren und Berge bilden. Allerdings kann es auch passieren, daß beim Zusammentreffen von Platten eine Platte unter die andere geschoben wird und dann in die Tiefen der Erde verschwindet. Wir nennen das Subduktion (Abbildung 4). Die in die Tiefe verschwindende Platte schmilzt dann. Allerdings verläuft die Subduktion nicht reibungslos. Während dieses Prozesses reiben und drücken die beiden Platten gegeneinander. Dabei wird die oberen Platte verformt. Dadurch entsteht wieder Faltung und Aufhebung. Das Ergebnis ist die Entstehung einer Bergkette. Das sinkende und schmelzende Gestein der verschwindenden Platte kann Vulkanismus verursachen. Da diese Subduktion stoßartig erfolgen kann, besteht die Gefahr von Erdbeben. Wir sehen dies beispielsweise in Südamerika, wo durch die Kollision der ozeanischen Nazca-Platte mit der kontinentalen südamerikanischen Platte die Anden mit ihrem Vulkanismus und Erdbeben entstehen. Die Nazca-Platte subduziert hier unter die Südamerikanische Platte. 

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Abbildung 4. In Island kann man sehen, wie sich zwei divergierende Platten auseinander bewegen (links). Die Zeichnung in der Mitte zeigt, wie sich eine tektonische Platte (braune Ablagerungen) unter die anderen (gelben Ablagerungen) schiebt. Wenn vulkanisches Material ausströmt (rote Pfeile), driften zwei tektonische Platten (gelbe Ablagerungen) auseinander. Rechter Zeichnung: Alle Kontinente waren in der fernen Vergangenheit praktisch eins. Dann begannen sie wieder auseinander zu driften. Wir nennen dieses Abdriften der Kontinente Plattentektonik.

Divergenz 

Aufgrund der Subduktion sollte die Erde kleiner werden. Denn durch die Subduktion werden tektonische Platten verschluckt, wodurch die Erdoberfläche kleiner wird. Doch die Erde schrumpft nicht. Warum dies nicht geschieht, liegt an Ausbreitungszonen, in denen tektonische Platten wachsen. 

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Abbildung 5. In der Bretagne (Frankreich) treten Felsen des ehemaligen Herzynischen Gebirges (links) zutage. Die Berge in der Luftaufname (rechts) von Grönland wurden während der Kaledonischen Orogenese gefaltet. An mehreren Stellen kann man deutlich erkennen, wie Gletscher die Täler weiter erodieren.

Eine bekannte Ausbreitungszone ist der Mittelatlantische Rücken. Dieser Mittelatlantische Rücken ist eine Unterwassergebirgskette, die sich von oberhalb Islands bis fast zur Antarktis in den Atlantischen Ozean erstreckt. Sie bildet die Grenze zwischen zwei auseinanderdriftenden tektonischen Platten. Der Vulkanismus ist dafür verantwortlich, daß diese tektonischen Platten auseinandergetrieben werden. Große Mengen flüssiges Gestein (Magma), das aus die Erde aufsteigen, führen zur Bildung einer neuen Erdkruste und zum Auseinanderdriften der Erdplatten. Durch dieses Magma entstehen die Unterwasserberge. Dieses Auseinanderdriften von zwei Erdplatten nennt man Divergenz (Abbildung 4). Durch den Vulkanismus dieser auseinanderdriftenden tektonischen Platten ist an vielen Stellen das Vulkangestein an die Oberfläche gekommen wodurch Inseln entstanden sind. Beispiele sind Island und die Azoren. In Island können wir sogar die Abtrennung zwischen den beiden divergierenden Platten gut erkennen (Abbildung 4).

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Abbildung 6. Die Alpen entstanden während der Alpidische Orogenese (die heute noch nicht vollständig abgeschlossen ist).

Aneinander vorbeigleitende Erdplatten 

Erdplatten können nicht nur miteinander kollidieren, untereinander schieben oder voneinander wegdriften, sie können auch aneinander vorbeigleiten. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien (USA). Die Platten, die hier aneinander vorbeigleiten, sind die Pazifische Platte und die Nordamerikanische Platte. Auch hier ist das Vorbeigleiten nicht immer reibungslos. Da dies regelmäßig ruckartig geschieht, kommt es in der Gegend zu manchmal sehr zerstörerischen Erdbeben. In unserer näheren Umgebung sehen wir diesem Phänomen bei der Nordanatolischen Verwerfung in der Türkei, wo die eurasische und die anatolische Platte aneinander reiben. 

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Abbildung 7. Das Atlasgebirge liegt im Nordwesten Afrikas. Er verläuft durch Tunesien, Algerien und Marokko und entstand während der Alpidische Orogenese, als die Afrikanische Platte mit der Eurasischen Platte kollidierte. Lagerungen werden in der Regel horizontal abgelagert. Das sieht man auf dem rechten Foto im Grenzgebiet von Tunesien mit Algerien. Durch die Faltung könnten die Ablagerungen schräg (oben in der Mitte ) oder sogar vertikal (unten links) gestellt werden .

Das Entstehen und wieder verschwinden der Berge 

Berge scheinen ewiges Leben zu haben, aber wie alles auf der Erde haben sie ihre Entstehung (Geburt) und Abtragung. Allerdings kann zwischen die Entstehung und die Abtragung viel Zeit vergehen. Und außerdem ist es nicht so, daß plötzlich Berge entstehen. Die Entstehung von Bergen dauert oft viele Millionen Jahre. Auch ihre Abtragung (Abriß) ist ein Prozess, der Zeit braucht. Die Abtragung (Erosion und Verwitterung) von Bergen beginnt an dem Moment, wo sie sich über die Erdoberfläche erheben. Da das Wachsen jedoch schneller geht als die Abtragung, können die Berge weiterhin höher werden. Später, wenn das Wachsen langsamer geht oder stoppt, setzt die Abtragung ein und die Berge werden almählich abgebaut, bis praktisch nichts mehr übrig bleibt. Eines Tages werden Berge wie die Alpen völlig verschwunden sein, so wie es einst eine Zeit gab, in der es überhaupt keine Alpen gab. Man könnte also tatsächlich sagen, daß es im Laufe der Erdgeschichte ein Kommen und Gehen von Bergen gegeben hat. Beispielsweise erlebte Europa in den letzten 500 Millionen Jahren drei große Gebirgsbildungsphasen: die kaledonische Gebirgsbildung, die Herzynische (oder Variszische) Gebirgsbildung und die Alpidische Gebirgsbildung. 

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Abbildung 8. Sowohl das Balkangebirge (oben links und rechts; hier in Bulgarien) als auch das Taurusgebirge in der Türkei (unten rechts) entstanden während der Alpidische Orogenese.

Die Kaledonische Orogenese (Gebirgsbildung) 

Die kaledonische Orogenese fand in Phasen zwischen etwa 520 und 395 Millionen Jahren statt. Dann kollidierten die Paläokontinente Laurentia, Baltica und Avalonia und der Paläokontinent Laurussia entstand. Dadurch entstanden hohe Berge. Da sich die Kontinente später in der Erdgeschichte bewogen, finden wir heute die erodierten, aber immer noch sichtbaren Überreste dieser Berge sowohl im Nordwesten Europas als auch im Osten Nordamerikas. Die skandinavischen Berge (Abbildung 1), die schottischen Highlands (Abbildung 2) und die Berge auf der Ostseite Grönlands (Abbildung 5) gehören dazu. Auf der Ostseite Nordamerikas entstanden zu dieser Zeit die Appalachen, obwohl sie da als Teil der akadischen Orogenese gelten. 

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Abbildung 9. Die erodierten Gipfel des Harzes. Dieses Mittelgebirge in Deutschland entstand während der Herzynischen oder Variszische Orogenese. Hier sieht man deutlich wie es aus der flachen Landschaft emporragt.

Die Herzynische oder Variszische Orogenese (Gebirgsbildung) 

Die hercynische Orogenese oder varistische Orogenese fand vor etwa 360 bis 280 Millionen Jahren statt. Dann kollidierten die Paläokontinente Laurussia und Gondwanaland. Dadurch entstand der Superkontinent Pangäa. Es entstanden erneut hohe Berge. Diese sind inzwischen durch Erosion und Verwitterung stark abgetragen, wodurch wir ihre Überreste heute als Mittelgebirge vorfinden. Dazu gehören die Ardennen (Belgien), die Eifel, der Harz (Abbildung 9), der Schwarzwald (Deutschland), die Vogesen, die Bretagne (Abbildung 5) und das Zentralmassiv (Frankreich). 

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Abbildung 10. Die Teton Range (Wyoming) ist Teil der Rocky Mountains in Nordamerika. Die Rocky Mountains entstanden während einer Gebirgsbildungsperiode in Nordamerika, die als Laramische Orogenese bekannt ist. Dies geschah hauptsächlich vor 80 bis 55 Millionen Jahren. Die Farallon Platte schob unter die Nordamerikanische Platte.

Die Alpidische Orogenese 

Vor 200 bis 150 Millionen Jahren begann der Superkontinent Pangäa langsam wieder auseinanderzubrechen. Im Laufe der Zeit entstand der Atlantische Ozean und schließlich entstanden auf beiden Seiten neue Kontinente. Heute sind das Europa und Afrika auf der einen Seite und Nord- und Südamerika auf der anderen Seite. Bevor wir jedoch in der Gegenwart ankommen, gibt es zunächst eine neue Gebirgsformation: die Alpidische Orogenese. Diese Gebirgsbildung fand hauptsächlich vor 65 bis 2½ Millionen Jahren statt, obwohl sie heute noch nicht vollständig abgeschlossen ist. Dabei entstanden unter anderem die Alpen (Abbildung 6), das Atlasgebirge (Abbildung 7), das Balkangebirge (Abbildung 8), das Taurusgebirge (Abbildung 8) und der Himalaya, weil die Afrikanische und Indische Platte mit der Eurasischen Platte kollidierten. Etwa zur gleichen Zeit (vor 80–55 Millionen Jahren) entstanden in Nordamerika die Rocky Mountains, aber da sprechen wir von der Laramische Orogenese. Zu dieser Zeit entstanden auch die Anden.

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Abbildung 11. Der Pikes Peak (oben und unten links und in der Mitte) im Bundesstaat Colorado (USA) liegt in der Front Range der Rocky Mountains. Sein höchster Punkt liegt in einer Höhe von 4301 Metern. Die Fotos zeigen, daß dieser hohe Gipfel im Sommer schneefrei sein kann. Die Position eines Berges oder einer Gebirgskette auf der Erde bestimmt für einen wichtigen Teil, wo wir Schnee finden können. Silverton (unten rechts) liegt ebenfalls in Colorado in den San Juan Mountains. Das Foto zeigt, wie riesig die Bergkette im Vergleich zu der scheinbar unbedeutenden Stadt im Tal ist.

Die Gebirgsbildung ist ein sehr komplizierter Prozeß. Um alles verständlich anzudeuten, wurde hier eine stark vereinfachte Erklärung gewählt, in der tatsächlich nur die wesentlichen Punkte erwähnt wurden. Um vollständig zu sein, sollte diese Geschichte viel umfangreicher sein.

Text und Zeichnungen: Jan Weertz
Fotos: Jan und Els Weertz
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