Geologie des tibetischen Plateaus

Das tibetische Plateau ist ein riesiges Land mit einer Größe von etwa 3.500 mal 1.500 Kilometern und einer durchschnittlichen Höhe von mehr als 5.000 Metern. Sein südlicher Rand, der Himalaya-Karakoram-Komplex, enthält nicht nur den Mount Everest und alle 13 anderen Gipfel höher als 8.000 Meter, aber Hunderte von 7.000-Meter-Gipfeln, die jeweils höher sind als irgendwo anders Erde.

Das tibetische Plateau ist heute nicht nur das größte und höchste Gebiet der Welt. Es kann das größte und höchste in der gesamten geologischen Geschichte sein. Das liegt daran, dass die Ereignisse, aus denen es besteht, einzigartig zu sein scheinen: eine Kollision zweier Kontinentalplatten mit voller Geschwindigkeit.

Vor fast 100 Millionen Jahren trennte sich Indien von Afrika, als sich der Superkontinent Gondwanaland auflöste. Von dort bewegte sich die indische Platte mit einer Geschwindigkeit von etwa 150 Millimetern pro Jahr nach Norden - viel schneller als jede Platte heute.

Die indische Platte bewegte sich so schnell, weil sie aus dem Norden gezogen wurde, als die kalte, dichte ozeanische Kruste, aus der dieser Teil bestand, unter die asiatische Platte abgezogen wurde. Sobald Sie anfangen, diese Art von Kruste zu subtrahieren, möchte sie schnell sinken (siehe die aktuelle Bewegung auf dieser Karte). In Indien war dieser "Plattenzug" besonders stark.

Ein weiterer Grund könnte ein "Firstschub" vom anderen Rand der Platte gewesen sein, wo die neue, heiße Kruste erzeugt wird. Die neue Kruste ist höher als die alte Ozeankruste, und der Höhenunterschied führt zu einem Gefälle. In Indien war der Mantel unter Gondwanaland möglicherweise besonders heiß, und der Kamm drückte auch stärker als gewöhnlich.

Vor etwa 55 Millionen Jahren begann Indien, direkt auf den asiatischen Kontinent zu pflügen. Wenn sich nun zwei Kontinente treffen, kann keiner unter den anderen abgezogen werden. Kontinentalfelsen sind zu leicht. Stattdessen häufen sie sich. Die kontinentale Kruste unter dem tibetischen Plateau ist mit durchschnittlich 70 Kilometern und stellenweise 100 Kilometern die dickste der Erde.

Das tibetische Plateau ist ein natürliches Labor, um zu untersuchen, wie sich die Kruste während der Extreme von verhält Plattentektonik. Zum Beispiel hat die indische Platte mehr als 2000 Kilometer nach Asien gedrängt und bewegt sich immer noch mit einem guten Clip nach Norden. Was passiert in dieser Kollisionszone?

Da die Kruste des tibetischen Plateaus doppelt so dick ist wie normal, liegt diese Masse an leichtem Gestein durch einfachen Auftrieb und andere Mechanismen mehrere Kilometer über dem Durchschnitt.

Denken Sie daran, dass die Granitfelsen der Kontinente erhalten bleiben Uran und Kalium, die "inkompatible" wärmeerzeugende radioaktive Elemente sind, die sich im darunter liegenden Mantel nicht vermischen. Daher ist die dicke Kruste des tibetischen Plateaus ungewöhnlich heiß. Diese Hitze dehnt die Felsen aus und hilft dem Plateau, noch höher zu schweben.

Ein weiteres Ergebnis ist, dass das Plateau eher flach ist. Die tiefere Kruste scheint so heiß und weich zu sein, dass sie leicht fließt und die Oberfläche über ihrem Niveau bleibt. Es gibt Hinweise darauf, dass in der Kruste viel direkt schmilzt, was ungewöhnlich ist, da hoher Druck dazu neigt, das Schmelzen von Steinen zu verhindern.

Auf der Nordseite des tibetischen Plateaus, wo die Kontinentalkollision am weitesten reicht, wird die Kruste nach Osten beiseite geschoben. Dies ist der Grund, warum es bei den großen Erdbeben zu Streikschlägen kommt, wie bei denen in Kalifornien San Andreas Schuldund keine Schubbeben wie die auf der Südseite des Plateaus. Diese Art der Verformung tritt hier in einzigartig großem Maßstab auf.

Der südliche Rand ist eine dramatische Zone des Unterschubs, in der ein Keil aus kontinentalem Gestein mehr als 200 Kilometer tief unter den Himalaya geschoben wird. Während die indische Platte nach unten gebogen wird, wird die asiatische Seite in die höchsten Berge der Erde geschoben. Sie steigen weiter mit etwa 3 Millimetern pro Jahr.

Die Schwerkraft drückt die Berge nach unten, während die tief abgezogenen Felsen nach oben drücken, und die Kruste reagiert auf unterschiedliche Weise. Unten in den mittleren Schichten breitet sich die Kruste seitlich entlang großer Verwerfungen aus, wie nasser Fisch auf einem Haufen, und legt tief sitzende Felsen frei. Oben, wo die Felsen fest und spröde sind, greifen Erdrutsche und Erosion die Höhen an.

Der Himalaya ist so hoch und der Monsunregen so groß, dass die Erosion eine wilde Kraft ist. Einige der größten Flüsse der Welt transportieren Himalaya-Sedimente in die Meere, die Indien flankieren, und bauen die größten Erdhaufen der Welt in U-Boot-Fans.

All diese Aktivitäten bringen ungewöhnlich schnell tiefe Steine ​​an die Oberfläche. Einige wurden tiefer als 100 Kilometer vergraben, sind jedoch schnell genug aufgetaucht, um seltene Exemplare zu erhalten metastabile Mineralien wie Diamanten und Coesit (Hochdruckquarz). Körper von Granit Dutzende Kilometer tief in der Kruste gebildet wurden nach nur zwei Millionen Jahren ausgesetzt.

Die extremsten Stellen auf dem tibetischen Plateau sind die Ost- und Westenden - oder Syntaxen -, an denen die Berggürtel fast doppelt gebogen sind. Die Geometrie der Kollision konzentriert dort die Erosion in Form des Indus in der westlichen Syntaxis und des Yarlung Zangbo in der östlichen Syntaxis. Diese beiden mächtigen Bäche haben in den letzten drei Millionen Jahren fast 20 Kilometer Kruste entfernt.

Die darunter liegende Kruste reagiert auf dieses Abdecken, indem sie nach oben fließt und schmilzt. Dies führt dazu, dass die großen Gebirgskomplexe in den Himalaya-Syntaxen zunehmen - Nanga Parbat im Westen und Namche Barwa im Osten, die 30 Millimeter pro Jahr ansteigen. In einem kürzlich erschienenen Artikel wurden diese beiden syntaktischen Aufschwünge mit Ausbuchtungen in menschlichen Blutgefäßen verglichen - "tektonischen Aneurysmen". Diese Beispiele für Rückkopplungen zwischen Erosion, Hebung und Kontinentalkollision mögen das wunderbarste Wunder der Tibeter sein Plateau.