Was ist das Back-Arc-Becken?

Ein Back-Arc-Becken ist eine geologische Formation, die auf dem Meeresboden vorkommt. Diese Meeresformation wird am häufigsten entlang Subduktionszonen identifiziert, in denen sich eine tektonische Platte unter der anderen bewegt, sowie entlang Inselbögen, die eine Art Archipel darstellen, das hauptsächlich aus Vulkanen besteht. Ein Back-Arc-Becken erstreckt sich in der Regel über eine lange Strecke mit einer Länge von über 1000 Kilometern. Darüber hinaus ist dieses geologische Merkmal als sehr eng charakterisiert, ein Detail, das vermutlich auf die fehlende Mantelkonvektion in der Nähe des Kamms zurückzuführen ist. Back-Arc-Becken emittieren Basaltgesteine, die nur in anderen Ridge-Basalten im mittleren Ozean vorkommen, da sie einen hohen Anteil an magmatischem Wasser enthalten. Tatsächlich sind diese Formationen für ihre hydrothermale Aktivität bekannt. Wo Tiefseequellen durch diese Becken entspringen, gibt es oft eine große Anzahl von Arten und Meeresgemeinschaften, die biologisch vielfältig sind.

Wie entsteht ein Back-Arc-Becken?

Die meisten Forscher glauben, dass Back-Arc-Becken durch eine geologische Bewegung gebildet werden, die als Graben-Rollback bekannt ist. Während dieses Prozesses bewegt sich die Subduktionszone in die entgegengesetzte Richtung der tektonischen Platte, die sich typischerweise untereinander bewegt. Diese Rückwärtsbewegung bewirkt, dass sich die auf der Oberseite der Subduktionszone befindliche tektonische Platte ausdehnt, wodurch eine Grabenbildung erzeugt wird.

Wenn dieser Graben gebildet wird, dehnt sich die Kruste aus und wird dünn. Diese Streckbewegung wird als gestreckt bezeichnet. Diese Verlängerungseigenschaft ist eines der Hauptmerkmale, die in Rücklichtbogenbecken zu finden sind. Die jetzt dünn gewordene Kruste lässt Magma an die Oberfläche des Meeresbodens entweichen. Das exponierte Magma erzeugt Druck entlang der tektonischen Platte, die sich oben in der Subduktionszone befindet. Wenn dieser Druck ansteigt, können Vulkane ausbrechen. All diese Aktivitäten führen dazu, dass sich der Meeresboden ausbreitet, was sich auf die Form und das Aussehen der darüber liegenden Landformationen auswirkt.

Mit anderen Worten, eine Reihe von Vulkanen, die freigelegt sind und über die Oberfläche des Ozeans ragen, ändert sich langsam, während sich das Rücklichtbogenbecken bildet. Während die Rückwärtsbewegung die Kruste verdünnt und die Trennung des Meeresbodens bewirkt, beginnen sich die Vulkane zu trennen. Schließlich wird der Vulkan vollständig in zwei Hälften geteilt und bildet zwei separate Vulkane.

Wo sind Back-Arc-Becken zu finden?

Die meisten der identifizierten Back-Arc-Becken befinden sich in der westlichen Region des Pazifischen Ozeans entlang konvergierender Plattengrenzen. Weitere Back-Arc-Becken wurden in folgenden Gebieten gefunden: Manus, Japanisches Meer, Südschottland, Marianen, Ochotskisches Meer, Tyrrhenisches Meer, Nordfidschi und Tonga-Kermadec. Darüber hinaus beherbergt das Schwarze Meer zwei einzelne Back-Arc-Becken. Forscher haben auch eine Reihe ausgestorbener oder nicht mehr gebildeter Rücklichtbogenbecken identifiziert. Einige dieser fossilen Becken sind das Kurile Becken, das Ostmeer von Korea und das Parece Vela Shikoku Becken.

Unterschied zwischen Back-Arc-Becken und Mid-Ocean Ridges

Wie bereits erwähnt, können Back-Arc-Becken wasserreiche Basaltgesteine ​​emittieren, wohingegen andere Kämme im mittleren Ozean trockenere Basaltgesteine ​​emittieren. Zusätzlich zu diesem Unterschied sind Back-Arc-Becken insofern einzigartig, als die Ausbreitungsrate im gesamten Beckenbereich unterschiedlich ist. Diese ungleichmäßige Ausbreitung wird als Asymmetrie bezeichnet. Andere Mittelmeerkämme weisen jedoch eine symmetrische Ausbreitung auf. Es wurde kein wissenschaftlicher Konsens erzielt, um dieses Phänomen zu erklären. Mehrere Theorien geben eine Reihe möglicher Erklärungen an, wie Mantelkeileffekte, Hydratationsgradienten und der Wechsel vom Rifting-Verhalten zum Ausbreitungsverhalten.

Das Mariana Trough Back-Arc-Becken

Der Marianentrog ist eines der bekanntesten Back-Arc-Becken der Welt. Diese geologische Formation befindet sich in der westlichen Region des Pazifischen Ozeans, wo sie vom inaktiven West-Marianenkamm und dem noch aktiven Marianen-Vulkanbogen im Osten umgeben ist. An seinem nördlichen Ende treffen sich der West-Marianenkamm und der Marianenbogen. An seinem südlichen Ende liegt der Challenger Deep, der tiefste Punkt auf dem Meeresboden, der Forschern bekannt ist. Es erstreckt sich zwischen 35.755 und 35.814 Fuß tief. Der gesamte Marianentrog erstreckt sich über eine Distanz von ungefähr 1250 km, ungefähr die gleiche Distanz wie von London in England nach Rom in Italien. Die breiteste Stelle befindet sich in der Mitte dieses Beckens und misst etwas mehr als 149 Meilen.

Die asymmetrische Ausbreitung des Meeresbodens im Marianentrog lässt sich durch einen Vergleich des westlichen Randes mit dem zentralen Bereich erkennen. Beispielsweise wird im zentralen Bereich dieser Formation die Ausbreitungsgeschwindigkeit auf das 2- bis 3-fache der am westlichen Rand festgestellten Geschwindigkeit geschätzt. Die unterschiedliche Entwicklung dieses Back-Arc-Beckens hat dazu geführt, dass drei unterschiedliche Gebiete klassifiziert wurden: die südliche Plattform, die nördliche Spaltspitze und das zentrale Verbreitungsbecken.

Die südliche Plattform des Marianentrogs ist nicht so tief wie die beiden anderen Regionen. In der Tat ist sein tiefster Punkt nur rund 1, 86 Meilen tief. Einige viel tiefere und engere Täler trennen diese Region vom Gebiet der aktiven Vulkane. Die nördliche Rifting Apex ist aufgrund ihrer Nähe zu aktiven Vulkanen ein Paradebeispiel für die frühesten Stadien der Rifting-Entwicklung. Schließlich repräsentiert das zentrale Streubecken diese geologische Entwicklung in ihrer höchsten Reife.

Lau Becken

Das Lau-Becken entlang der australisch-pazifischen Plattengrenze ist ein Beispiel für ein relativ junges Back-Arc-Becken. Geologen schätzen, dass sein Alter weniger als 5 Millionen Jahre beträgt und sich infolge der Bewegung der Pazifikplatte unter der australischen Platte während des Pliozäns entwickelt hat. Das Lau-Becken grenzt im Westen an den Tonga-Kermadec-Kamm und im Osten an den Lau-Colville-Kamm. Dieses Back-Arc-Becken ist insofern einzigartig, als es eine V-förmige Form annimmt und nicht die lineare Form vieler anderer. Aufgrund dieser Form weisen beide Öffnungen nach Süden in die gleiche Richtung. Diese Öffnungen werden als East Lau Spreading Center und Central Lau Spreading Center bezeichnet. Wie bei den meisten Back-Arc-Becken zu sehen ist, ist die Ausbreitungsrate in dieser Formation asymmetrisch. Das East Lau Spreading Center bewegt sich zum Beispiel mit einer Geschwindigkeit von rund 100 Millimetern pro Jahr, während die gesamte durchschnittliche Geschwindigkeit für dieses Becken etwa 150 Millimeter pro Jahr beträgt. In Anbetracht dieser Rate wird das Lau-Becken als ein sich schnell ausbreitendes Back-Arc-Becken angesehen.