Cenozoic climate CHANGE AS A POSSIBLE CAUSE FOR THE RISE OF THE ANDES

1. Cenozoicclimate CHANGE AS A POSSIBLE CAUSE FOR THE RISE OF THE ANDES

2. Gliederung • 1. Die Anden – ein kurzer Überblick • 2. Scherspannungen an der Trennfläche zwischen Nazca-Platte und Mantelkeil • 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik • 4. Zusammenhang des Klimawandels und der tektonischen Entwicklung der Anden • 5. Zusammenfassung und Diskussion

3. 1. Die Anden – ein kurzer Überblick

4. längste Gebirgskette der Welt (7500 km) • bis zu 7000 m hoch • Subduktionsorogen • Raum stärkster seismischer und vulkanischer Aktivität • Tiefseerinne: bis zu 7 km • Aconcagua: 6,9 km -> 13 km Höhenunterschied

5. 2. Scherspannungen an der Trennfläche zwischen Nazca-Platte und Mantelkeil

6. buoyancy stress contrast: - Unterschied Auftriebskraft pro Fläche - DG = 30 – 140 MPa • berechnete durchschnittliche Scherspannung: 10 – 50 MPa • zwischen 10°S und 33°S höchster buoyancy stress contrast

7. keine signifikante Änderung der thermischen Struktur mit der Breite • T ~ (q0+ tV) mit T = Temperatur bei jeder beliebigen Tiefe • nahezu konstanter Wärmeterm q0 + tV = const.= 160 mW/m2 q0 = Wärmefluss t = berechnete Scherspannung (t = F/A) V = Subduktionsgeschwindigkeit

8. 3. Grabensedimente und Subduktionsdynamik

9. Ursache Schwankung der Scherspannungen: breitengradabhängige Veränderung des Reibungs-Koeffizienten der seismogenen Kopplungszone • Erklärung dafür liefert Sedimentauffüllung der Tiefseerinne • Plattenteile zwischen Basalten und Grundgestein -> minimale Schmierung -> höhere Scherspannungen

10. Funktion der Sedimente als Schmiermittel a) Subduktionszone ohne Sedimentfüllung • Spitze der überfahrenden Platte „abgeraspelt“ • Unsortierter, wasser- armer Schutt als Schmiermittel • Platte wird abgekühlt • großwinklige Abschiebungen sichtbare Erscheinungen

11. b) Subduktionszone mit Sedimentfüllung • feinkörnige, gut sortierte Sedimente + viel Wasser -> gute Schmierung -> glattes Gleiten • Erwärmen der Platte durch Sedimentauflast

12. Peru – Chilegraben stark an Sedimenten verarmt -> direkte Konsequenz ariden Klimas • kein Sedimentabtransport aus Anden • Anden Wetterscheide -> stoppen feuchte Luft aus Osten • weiter nördlich und südlich -> feuchteres Klima -> Sedimente erreichen Mächtigkeiten von 2,5 km

13. 4. Zusammenhang zwischen Klimawandel und tektonischer Entwicklung der Anden

14. Globale Haupttrends im Klima und dertektonischen Entwicklung der Anden bei 20°S T ↓ behind-arc Verkürzung T ↓ Konvergenz- Geschwindigkeit Abkühlung PCC Langfristige Trends im benthischen O2 Verarmung Tiefseerinne an Sedimenten

15. Abkühlen Klima und Ozeane -> Entstehung der Anden • kalter PCC + Auftrieb kalten Tiefenwasser -> Luftmassen kühlen sich ab -> kein Aufstieg Feuchtigkeit • nordwärts Verschiebung des ACC + weite Ausdehnung Eis Antarktikas -> Abkühlung PCC

16. im Miozän: Anden stiegen über 3 km • Trockenheit -> Sedimentfluss eingeschränkt • Fehlende Schmiermittel -> Ansteigen Scherspannungen • ostwärts Wanderung vulkanischen Bogens während Eozän aufgrund Sedimentmangels

17. 5. Zusammenfassung und Diskussion

18. hohe Gebirge wie Anden -> nicht typisch für aktive Plattenränder • Gebiet müssen dafür optimale Klimabedingungen aufweisen -> Förderung/Unterbindung Sedimentation • Abkühlung des PCC + globale Abkühlung gilt als Auslöser steigender Küstentrockenheit -> eingeschränkte Sedimentation -> Ansteigen der Scherspannungen