Schon vor langer Zeit bemerkten Naturforscher, daß sich Erdbeben und Vulkane auf schmale Zonen der Erde konzentrieren. Es gab viele Theorien darüber, aber keine genügte, um alle Phänomene in einer Erklärung zu vereinen.
In den sechziger Jahren entwickelte sich eine revolutionäre Theorie, die nicht nur Alfred Wegeners Idee der Kontinentaldrift bestätigte, sie kann auch Erdbeben und Vulkanismus umfassend erklären: die Theorie der Plattentektonik. Die Theorie der Plattentektonik besagt, daß die Lithosphäre, also die äußere feste Schale der Erde aus Erdkruste und oberstem Erdmantel, in starre Platten zerbrochen ist, die auf dem Globus permanent in Bewegung sind. Sämtliche Platten schwimmen wie Brotstücke in einem dicken Erbsenbrei auf der heißen, teils geschmolzenen Asthenosphäre, die unter hohem Druck steht und daher plastisch wie Knetmasse reagiert. Das Puzzle der Erdoberfläche setzt sich aus sechs großen und einer Vielzahl von kleineren Platten zusammen. Die größte unter ihnen trägt faßt den ganzen Pazifischen Ozean, die kleinste Platte umfaßt gerade einmal das Gebiet der Türkei. Die Grenzen der Platten sind nicht immer mit den Grenzen der Kontinente identisch. Eine Platte kann teilweise kontinental, teils ozeanisch sein. Andere wiederum sind nur kontinental oder lediglich ozeanisch. Was aber bewegt die Platten? Plattenbewegungen sind möglich, weil der Erdmantel unter der Lithosphäre heiß und verformbar ist. In diesem weichen Material können an verschiedenen Stellen der Erde Konvektionsbewegungen einsetzen. Dabei steigt heißeres und somit weniger dichtes Mantelmaterial aus größerer Tiefe nach oben. Das kühlere und daher dichtere Material unterhalb der Lithosphäre sinkt gleichzeitig nach unten ab. Dieser Kreislauf einer Konvektionszelle funktioniert ähnlich wie bei einer Heizung, über der warme Luft aufsteigt und danach wieder zum Fußboden herabsinkt, um zur Heizung zurückzuströmen. Die durch Temperaturunterschiede im Mantelmaterial hervorgerufenen Ausgleichsströmungen können die Lithosphärenplatten mitziehen und bewegen. Sie gleiten um wenige Zentimeter pro Jahr über die darunterliegende Asthenosphäre hinweg. Da sich die Platten unabhängig voneinander bewegen, stoßen ihre Grenzen zusammen oder driften auseinander. Bewegen sie sich voneinander weg, spricht man von divergierenden Grenzen. Entlang der entstehenden Lücke steigt heißes plastisches Mantelmaterial im Zuge der auseinandertreibenden Konvektionsströmungen auf. Denn infolge der einsetzenden Druckentlastung im Bereich der Kluft beginnt es sich langsam zu verflüssigen. Es bildet sich eine Magmakammer, von der aus das gegenüber der kalten Lithosphäre weniger dichte Magma nach oben dringt. Dieses Material wird zu neuer Lithosphäre, die den divergierenden Platten angefügt wird. Ein solcher Prozeß kann sich, je nachdem wo die Plattengrenzen verlaufen, am Meeresboden und auf den Kontinenten abspielen. Am Meeresboden sind auseinanderdriftende Plattengrenzen durch mittelozeanische Rücken erkennbar. Das Auseinanderdriften des Meeresbodens stellt offenbar den sichtbaren, oberen Abschnitt des geschlossenen Kreislaufes einer Konvektionszelle dar. Hier wird aufgestiegenes und erstarrtes Mantelmaterial immer wieder aufgerissen; neues Material dringt ein. Es entsteht permanent neuer Meeresboden, der sich durch die geringe Dichte des aufsteigenden Magmas zu einem gewaltigen Rücken mit einem Zentralgraben oder Rift-Valley erhebt. Wenn sich das Material vom Rücken entfernt, kühlt es ab und wird dichter. Es zerbricht dabei staffelartig in Schollen und sinkt an beiden Seiten nach unten ab. Lokal sind die Rücken so hoch, daß sich Inseln aus dem Meer erheben. Beispiele sind Island und die Azoren, die auf dem mittelatlantischen Rücken liegen, der den Atlantik in seiner ganzen Länge durchzieht. Sicherlich sind nicht alle Abschnitte der ozeanischen Rücken zur gleichen Zeit aktiv. Infolge von unterschiedlichen Aktivitätsphasen ergeben sich Verschiebungen des Riftverlaufs mit mächtigen Querverwerfungen, sogenannte Transformstörungen, die erdbebenaktiv sind und den Rücken rechtwinklig durchschneiden. Der Prozeß des auseinanderdriftenden Meeresbodens wird als „Seafloor-Spreading“ bezeichnet. Durch auftetende Dehnungskräfte beim Divergieren der Platten treten neben dem aktiven Vulkanismus häufig schwächere Erdbeben auf. Plattentrennungen auf Kontinenten zeichnen sich ebenfalls durch lange Rift-Valleys aus. Das ostafrikanische Rift- Valley und das Rote Meer sind offensichtlich Orte, wo Lithosphärenplatten beginnen auseinanderzubrechen. Wenn aber ständig neue Lithosphäre geschaffen werden und die Erde sich nicht ausdehnt, wo bleibt dann die alte Lithosphäre? Der Trennung von Platten steht die Plattenkollision gegenüber. Hier konvergieren die Plattengrenzen. Dabei muß zwischen dem Aufeinandertreffen von ozeanischen und kontinentalen Plattenrändern unterschieden werden. Die schwerere ozeanische Lithosphäre taucht stets unter den leichteren kontinentalen Platten ab. Man nennt diesen Prozeß Subduktion. Dabei entstehen Tiefseegräben, die Meerestiefen von mehr als 10 Kilometern hervorrufen. Der Rand der Kontinentalplatte wird bei der Kollision gestaucht, gefaltet und hochgehoben. Die im Mantel abtauchende Platte wird bereits in Tiefen von 100 km aufgeschmolzen. Magma steigt auf, und es bilden sich Vulkanketten entlang der Küsten. Dies wird durch die starke Reibungshitze begünstigt, die beim Übereinanderschieben der Platten entsteht. Sie verleiht der Schmelze zusätzlich Auftrieb. Im Bereich der Subduktionszonen entstehen starke Spannungen, die in Abhängigkeit von ihrer Tiefenlage zu schweren Flach- oder Tiefbeben führen. Kollidieren zwei ozeanische Platten, muß eine untertauchen. Durch das Aufschmelzen der subduzierten Platte und den Aufstieg von Magma entsteht ein vulkanischer Inselbogen. Die japanischen Inseln mit ihren zahlreichen und heftigen Erdbeben und Vulkanen sind ein Beispiel dafür. Wenn jedoch zwei kontinentale Platten zusammentreffen, können sie aufgrund ihrer geringen Dichte nicht nach unten abtauchen. Was passiert nun in solch einem Fall? In diesem Fall überfährt die eine Platte die andere, was zur Verdopplung der Krustenmächtigkeit, zu Überschiebungen und Faltungen der Gesteine führt. Die doppelte Kruste erfährt im dichteren Material der Asthenosphäre einen so gewaltigen Auftrieb, daß Hochgebirge entstehen und erhalten werden. Das ist ein sehr langsamer Vorgang, und einige Gebirge wie die Alpen befinden sich immer noch nicht im sogenannten isostatischen Gleichgewicht. Die Kollision der indischen und der eurasischen Platte ließ den Himalaya entstehen, das mit dem 8848 m hohen Mt. Everest höchste Gebirge der Welt. Die vulkanische Tätigkeit am Rand dieser Gebirge ist gering, die seismische hingegen hoch. Einige Plattenränder jedoch kollidieren und divergieren nicht, sondern gleiten an sogenannten Transformstörungen aneinander vorbei. Die berühmte San-Andreas-Störung in Kalifornien ist eine derartige Plattengrenze. Dort driftet die pazifische Platte an der nordamerikanischen vorbei. Die Bewegungen zwischen den Platten erfolgen aber nicht gleichmäßig, sondern ruckartig. Und eine solche Bewegung bewirkte das Erdbeben von San Francisco im Jahre 1906. In dieser Zone ist zu befürchten, daß innerhalb der nächsten 30 Jahre eine erneute Ruckbewegung zwischen beiden Platten zu einem starken Erdbeben mit gewaltigen Zerstörungen im Gebiet von Los Angeles führen wird.