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Lexikon der Geowissenschaften: kontinentale Erdkruste

kontinentale Erdkruste, Erdkruste der Kontinente, die etwa ein Drittel der Erdoberfläche umfaßt. Aus petrologischer Sicht unterscheidet sich die kontinentale Kruste deutlich vom Erdmantel und auch von der ozeanischen Erdkruste. Der differierende Aufbau bedingt entsprechende Unterschiede der petrophysikalischen Parameter wie z.B. Dichte und seismische Geschwindigkeiten. Im Mittel weist die kontinentale Erdkruste eine Mächtigkeit von 35-40 km auf. Unter jungen Hochgebirgen wie den Alpen, den Anden und dem Himalaja kann die Erdkruste eine Mächtigkeit von 50-80 km erreichen. Im Gegensatz dazu ist die kontinentale Erdkruste unter jungen Riftzonen auf 20-25 km Mächtigkeit ausgedünnt, z.B. die Riftzonen des Oberrheingrabens und des Ostafrikanischen Grabensystems. Die kontinentale Erdkruste ist aus quarzreichen, d.h. felsischen Gesteinen mit einem mittleren SiO2-Gehalt von etwa 60 Gew.-% aufgebaut. Gesteine, die die kontinentale Erdkruste bilden sind Sedimente, metamorphe und magmatische Gesteine. Diese Gesteine sind durch seismische Geschwindigkeiten für Kompressionswellen (vp) von ca. 2-7,5 km/s charakterisiert. Die entsprechenden Dichtewerte liegen zwischen 1,5 und 3,1 g/cm3 (1500 bis 3100 kg/m3). Der Erdmantel mit der Moho-Diskontinuität an seiner Obergrenze weist Geschwindigkeiten > 8,0 km/s und Dichte von 3,2-3,3 g/cm3 (3100-3300 kg/m3) auf.

Auf Grund der langen (3,8 Mrd. Jahre), und wechselvollen Entwicklungsgeschichte weist die kontinentale Erdkruste starke laterale Inhomogenitäten auf und es ist schwierig, sie durch eine einfache und generalisierende Struktur zu beschreiben. Wenn sich dennoch mit aller Vorsicht aus petrophysikalischer und geochemischer Sicht eine gewisse vertikale Schichtung erkennen läßt, so liegt dies an den geochemischen Prozessen sowie Druck- und Temperaturbedingungen, die trotz lateraler geologischer Unterschiede eine gewisse horizontale Schichtung erzeugt haben. Eine einfache und stark schematisierende Gliederung unterteilt die kontinentale Erdkruste in eine obere, mittlere und untere Kruste. Die obere Kruste umfaßt die Sedimentschicht und das darunter lagernde Grundgebirge. In Beckenregionen kann diese Sedimentschicht über 10-15 km mächtig werden. Das Grundgebirge oder Basement ist aus metamorphen und magmatischen Gesteinen wie Gneisen, Graniten und Granodioriten mit vp-Werten zwischen 6,0 und 6,5 km/s aufgebaut. Der Grad der Metamorphose nimmt mit der Tiefe zu. In 10-15 km Tiefe findet der Übergang zu Migmatiten mit vp-Werten um 6,5-6,7 km/s statt. Die untere Kruste besteht aus basischen oder/und hochmetamorphen Gesteinen in Granulitfazies wie Gabbros, Amphiboliten und Granuliten mit vp-Werten zwischen 6,5 und 7,5 km/s. Wenn zwischen der mittleren und unteren Kruste ein deutlicher Geschwindigkeitskontrast (etwa 6,5 auf 6,8 km/s) ausgebildet ist, spricht man hier von der Conrad-Diskontinuität (Viktor Conrad, österreichischer Seismologe, 1876-1962). In zahlreichen Regionen ist die untere Kruste durch eine ausgeprägte Lamellierung, d.h. einen Wechsel von Zonen mit erhöhter und verringerter Geschwindigkeit, charakterisiert. Die Grenze zum peridotischen Erdmantel wird von der Mohorovicic-Diskontinuität gebildet, regional kann sich jedoch der Übergang von der Erdkruste zum Erdmantel über eine mehr oder minder breite Übergangszone mit einer Mächtigkeit von mehreren Kilometern vollziehen. Abweichungen von der mittleren Mächtigkeit der kontinentalen Erdkruste von 35 km werden durch unterschiedliche Prozesse der Geotektonik verursacht. Kontinentalkollision führt zu einer Krustenverdickung mit einer Gebirgswurzel. Bei diesem Prozeß kann sich die Krustenmächtigkeit von 35 auf 70-80 km verdoppeln (Alpen, Anden, Himalaja). Im Gegensatz hierzu erzeugt eine dehnende Tektonik, z.B. die Grabentektonik eine Ausdünnung der Erdkruste, die verbunden ist mit Beckenbildung und Sedimentansammlungen. Beim Übergang zum Ozean nimmt am Kontinentalrand die Mächtigkeit der kontinentalen Erdkruste auf Null ab und wird hier durch die ozeanische Erdkruste ersetzt. [PG]

Literatur: [1] Sleep N.H. & Fujita, K. (1997): Principle of Geophysics. – London. [2] Lowrie, W. (1997): Fundamentals of Geophysics. – Cambridge.

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