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Lexikon der Geowissenschaften: Subduktion

Subduktion, subduction (engl.), Hinabführung der Lithosphäre der Unterplatte unter die Oberplatte an einem konvergenten Plattenrand entlang einer in der Tiefseerinne ansetzenden Subduktionszone. Die subduzierte Lithosphäre wird damit wieder in den Mantel aufgenommen und damit als Platte vernichtet. Die Subduktion repräsentiert damit den absteigenden Ast einer Mantelkonvektionszelle. Von Subduktion betroffen ist fast ausschließlich ozeanische Lithosphäre, deren Dichte, vor allem wenn die Platte alt ist, ein Absinken in den Mantel gestattet. Im Falle der Kontinentalkollision wird zwar auch kontinentale Unterplatte subduziert, doch geht das nur über eine relativ kurzen Zeitraum, da die dicke kontinentale Kruste infolge ihrer geringerer Dichte und besonderen Rheologie abschert, sich in einem schnell wachsenden Akkretionskeil sammelt und so der ständig ansteigende Reibungswiderstand die Subduktion schließlich zum Erliegen bringt. Auf der ozeanischen Lithosphäre liegende Sedimente des Ozeanbodens und der Tiefseerinne können, soweit sie nicht in den Akkretionskeil gelangen, subduziert werden und im Falle von Subduktionserosion sogar auch frontale Teile der Oberplatte.

Das subduzierte Gesteinsmaterial erleidet bei relativ geringen Temperaturen unter steigendem Druck zunächst mechanische Entwässerung von Kluft- und Porenwässern, dann metamorphe Veränderungen zugunsten von Hochdruckparagenesen, die bis in >200 km Tiefe Wasser aus Mineralen freisetzen. Eine wesentliche Reaktion ist die ab 70 km Tiefe einsetzende Umwandlung von Amphibolit in Eklogit, da dadurch die Dichte der ozeanischen Kruste wieder die des Erdmantels erreicht. Dieses freiwerdende Wasser ist in der Unterplatte durch hydraulisches Zerbrechen für einen Teil der subduktionsgesteuerten Erdbeben verantwortlich, andererseits steigt es in die Oberplatte auf und führt dort, wo deren Mantelkeil heiß genug ist (Asthenosphärenkeil), zur Bildung partieller Schmelzen, die in die Kruste der Oberplatte aufsteigen und den magmatischen Bogen erzeugen. Das weitere Absinken führt in 300-400 km Tiefe zum Phasenübergang Olivin zu Spinell und bei 650 km, an der Grenze vom oberen zum unteren Mantel, zum Übergang Spinell zu Oxiden. Durch Reibung, Wärmeleitung aus dem umgebenden Mantel und die exothermen Übergänge in dichtere Mineralphasen erwärmt sich die abtauchende, ursprünglich kalte Lithosphäre und wird auch als negative Wärmeanomalie unauffällig. Plattentektonik, Plattenkinematik. [KJR]

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