Schelf
| Marine Lebensräume ⓘ |
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Lebensräume an der Küste
Meeresoberfläche
Offener Ozean
Meeresboden
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Ein Kontinentalschelf ist ein Teil eines Kontinents, der unter einem Gebiet mit relativ flachem Wasser, dem so genannten Schelfmeer, liegt. Ein Großteil dieser Schelfe wurde durch das Absinken des Meeresspiegels während der Eiszeiten freigelegt. Der Schelf, der eine Insel umgibt, wird als Inselsockel bezeichnet. ⓘ
Der Kontinentalrand zwischen dem Kontinentalschelf und der Abyssalebene besteht aus einem steilen Kontinentalhang, der von einem flacheren Kontinentalhang umgeben ist, an dem die Sedimente des darüber liegenden Kontinents in Kaskaden den Hang hinabstürzen und sich am Fuße des Hangs als Sedimenthaufen anhäufen. Sie erstreckt sich bis zu 500 km vom Hang entfernt und besteht aus dicken Sedimenten, die durch Trübungsströmungen vom Schelf und vom Hang abgelagert werden. Das Gefälle des Kontinentalhangs liegt zwischen dem Gefälle des Hangs und des Schelfs. ⓘ
Im Rahmen des Seerechtsübereinkommens der Vereinten Nationen wurde die Bezeichnung Kontinentalschelf rechtlich definiert als der Teil des Meeresbodens, der an die Küste eines bestimmten Landes angrenzt, zu dem er gehört. ⓘ
Topographie
Der Festlandsockel endet in der Regel an einem Punkt mit zunehmender Neigung (der so genannten Schelfkante). Der Meeresboden unterhalb der Schelfkante ist der Kontinentalhang. Unterhalb des Abhangs befindet sich der Kontinentalhang, der schließlich in den tiefen Meeresboden, die Abyssalebene, übergeht. Der Kontinentalschelf und der Hang sind Teil des Kontinentalrandes. ⓘ
Das Schelfgebiet wird üblicherweise in den inneren Kontinentalschelf, den mittleren Kontinentalschelf und den äußeren Kontinentalschelf unterteilt, die jeweils ihre eigene Geomorphologie und Meeresbiologie aufweisen. ⓘ
Der Charakter des Schelfs ändert sich drastisch an der Schelfkante, wo der Kontinentalhang beginnt. Mit wenigen Ausnahmen befindet sich die Schelfkante in einer bemerkenswert gleichmäßigen Tiefe von etwa 140 m; dies ist wahrscheinlich ein Kennzeichen vergangener Eiszeiten, als der Meeresspiegel niedriger war als heute. ⓘ
Der Kontinentalhang ist viel steiler als der Schelf; der durchschnittliche Winkel beträgt 3°, kann aber auch bis zu 1° oder 10° betragen. Der Hang ist häufig von submarinen Canyons durchzogen. Die physikalischen Mechanismen, die bei der Bildung dieser Canyons eine Rolle spielen, waren bis in die 1960er Jahre nicht gut verstanden. ⓘ
Im morphologisch-ozeanographischen Sinne handelt es sich bei einem Schelf um eine gering seewärts geneigte Plattform, die bis zu 200 Meter unter dem Meeresspiegel liegt. Da dies im Vergleich zur mittleren Tiefe der Ozeane sehr wenig ist, sowie zur Abgrenzung von der Tiefsee, wird das Schelfmeer gelegentlich auch als Flachsee oder Flachmeer bezeichnet. Das biologisch hochproduktive Schelfmeer ist die „Kinderstube“ vieler Fischarten und auch insgesamt sehr reich an verschiedenen Tier- und Pflanzenarten. ⓘ
Abhängig von den geologischen Gegebenheiten kann der Schelf ein schmaler Saum oder ein breiter, ausgefranster Gürtel sein. Mit 1500 Kilometern hat der Sibirische Schelf die größte seewärtige Ausdehnung. Im globalen Durchschnitt ist der Schelfbereich etwa 74 Kilometer breit. ⓘ
Geografische Verteilung
Die Festlandsockel bedecken eine Fläche von etwa 27 Millionen km2, was etwa 7 % der Ozeanoberfläche entspricht. Die Breite des Kontinentalschelfs variiert beträchtlich - es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Gebiet praktisch überhaupt keinen Schelf aufweist, insbesondere dort, wo der vordere Rand einer vorrückenden ozeanischen Platte unter die kontinentale Kruste in einer küstennahen Subduktionszone eintaucht, wie z. B. vor der Küste Chiles oder der Westküste von Sumatra. Der größte Schelf - der sibirische Schelf im Arktischen Ozean - hat eine Breite von 1.500 Kilometern (930 Meilen). Das Südchinesische Meer liegt über einem weiteren ausgedehnten Kontinentalschelf, dem Sunda-Schelf, der Borneo, Sumatra und Java mit dem asiatischen Festland verbindet. Weitere bekannte Gewässer, die über Kontinentalschelfen liegen, sind die Nordsee und der Persische Golf. Die durchschnittliche Breite der Kontinentalschelfe beträgt etwa 80 km (50 mi). Die Tiefe des Schelfs variiert ebenfalls, beschränkt sich aber im Allgemeinen auf eine Wassertiefe von weniger als 100 m. Die Neigung des Schelfs ist in der Regel recht gering, in der Größenordnung von 0,5°; auch das vertikale Relief ist mit weniger als 20 m (66 ft) minimal. ⓘ
Obwohl der Kontinentalschelf als physiografische Provinz des Ozeans behandelt wird, ist er nicht Teil des eigentlichen Tiefseebeckens, sondern der überfluteten Ränder des Kontinents. Passive Kontinentalränder, wie die meisten Atlantikküsten, haben breite und flache Schelfe, die aus dicken Sedimentkeilen bestehen, die aus der langen Erosion eines Nachbarkontinents stammen. Aktive Kontinentalränder haben schmale, relativ steile Schelfe, die durch häufige Erdbeben entstehen, die Sedimente in die Tiefsee befördern. ⓘ
| Ozean | Aktiver Rand Mittelwert (km) | Aktiver Rand Maximum (km) | Passiver Rand Mittelwert (km) | Maximale Breite des passiven Randes (km) | Gesamte Marge Mittelwert (km) | Gesamte Marge Maximum (km) ⓘ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Arktischer Ozean | 0 | 0 | 104.1 ± 1.7 | 389 | 104.1 ± 1.7 | 389 |
| Indischer Ozean | 19 ± 0.61 | 175 | 47.6 ± 0.8 | 238 | 37 ± 0.58 | 238 |
| Mittelmeer und Schwarzes Meer | 11 ± 0.29 | 79 | 38.7 ± 1.5 | 166 | 17 ± 0.44 | 166 |
| Nordatlantischer Ozean | 28 ± 1.08 | 259 | 115.7 ± 1.6 | 434 | 85 ± 1.14 | 434 |
| Nordpazifischer Ozean | 39 ± 0.71 | 412 | 34.9 ± 1.2 | 114 | 39 ± 0.68 | 412 |
| Südatlantik | 24 ± 2.6 | 55 | 123.0 ± 2.5 | 453 | 104 ± 2.4 | 453 |
| Südpazifischer Ozean | 214 ± 2.86 | 357 | 96.1 ± 2.0 | 778 | 110 ± 1.92 | 778 |
| Alle Weltmeere | 31 ± 0.4 | 412 | 88.2 ± 0.7 | 778 | 57 ± 0.41 | 778 |
Geologie
In der allgemeinen Geologie ist ein Schelf definiert als Bestandteil eines Kontinentalblocks, der vom Meer bedeckt ist, das heißt, der Untergrund eines Schelfs besteht immer aus kontinentaler Kruste. In diesem Sinne ist beispielsweise auch Zealandia als Schelfgebiet anzusprechen, auch wenn das Meer dort deutlich über 200 Meter tief ist (man spricht in solchen Fällen auch von einem abgesunkenen Schelf). In Perioden eines unter anderem eiszeitlich bedingten weltweiten Meeresspiegeltiefstandes, können weite Teile eines Kontinentalschelfs trockenfallen. Die Gesamtfläche der Schelfmeere verringert sich dann zum Teil drastisch, was oft zu einem Artensterben unter den Schelfbewohnern führt. Im umgekehrten Fall, wenn durch das Abschmelzen der Eisschilde an den Polen der Meeresspiegel weltweit steigt, dehnen sich viele eher schmale Schelfe zu sogenannten Epikontinentalmeeren aus. ⓘ
Der Schelfbegriff in der Sedimentologie orientiert sich hingegen an bathymetrischen Kriterien und an der Entfernung des Ablagerungsraumes zur Küste. „Schelf“ bezeichnet dort einen marinen Faziesbereich (neritische Fazies), der alle Gesteine umfasst, die in relativer Nähe zur Küste und in Meerestiefen unterhalb der Schönwetterwellenbasis (ca. 10 Meter) bis etwa 150 Meter (± 50 Meter) zur Ablagerung kamen. Auf sogenannten klastischen Schelfen zeichnet sich die neritische Fazies unter anderem durch sandige Sturmablagerungen mit charakteristischen Sedimentstrukturen (Hummocky-Schichtung) und durch die Präsenz von Siltkörnern in den feinkörnigeren Sedimenten aus. Insbesondere in den Tropen und Subtropen kommt es auf dem Schelf zur überwiegend biologischen Bildung von Karbonaten. Die carbonate factory, d. h. die Gesamtheit der direkt oder indirekt Karbonat produzierenden marinen Organismen, erreicht dort ihre höchste Produktivität. Bei relativ geringem Eintrag von Nähr- und Trübstoffen bilden sich daher auf tropischen Schelfen typische Karbonatplattformen mit Riffen. Die mittlere Sedimentationsrate (Mächtigkeit abgelagerten Sediments pro Zeiteinheit) ist auf dem Schelf mit mehreren 100 Metern pro Million Jahre generell deutlich höher als in einem tiefen Ozeanbecken mit wenigen Metern pro Million Jahre. ⓘ
Alle Sedimentgesteine, die in Tiefen von mehr als 150 Metern (± 50 Meter) und relativ Küstenfern abgesetzt wurden, werden als Tiefseesedimente oder pelagische Sedimente (pelagische Fazies) zusammengefasst, unabhängig davon, ob der Ablagerungsraum von kontinentaler Kruste oder von ozeanischer Kruste unterlegt war, das heißt, nicht jedes Sediment eines Schelf- oder Epikontinentalmeeres ist zwangsläufig ein neritisches Sediment. Tatsächlich haben die heute in den tiefen ozeanischen Becken lagernden Sedimente eine nur geringe Chance langfristig (mehrere 100 Millionen Jahre) geologisch überliefert zu werden, weil sie größtenteils an den Plattenrändern zusammen mit der sie unterlagernden ozeanischen Lithosphäre subduziert werden. Die pelagischen Sedimentgesteine, die heute auf dem Festland anzutreffen sind, wurden tatsächlich auf den Kontinenten (d. h. auf Schelfen im allgemeingeologischen Sinn) abgelagert, unter anderem in den küstenfernen bereichen passiver Kontinentalränder. Pelagische Sedimente in der Sedimentüberlieferung der kontinentalen Plattformen geben Hinweise auf einen besonders hohen globalen Meeresspiegelstand zur Zeit ihrer Ablagerung. ⓘ
Sowohl die gegenwärtigen Schelfplattformen als auch die heute auf dem Festland befindlichen Schelfe der geologischen Vergangenheit sind Areale mit bedeutenden Erdöl- und Erdgasvorkommen. Beispiel für Erdgaslagerstätten in rezenten Schelfen sind z. B. die Nordsee oder der nördliche Golf von Mexiko. Die Erdöl- und Erdgasvorkommen in Texas und auf der Arabischen Halbinsel gehen auf die heute nicht mehr existenten Schelfmeere des Permian Basin bzw. des Tethys-Ozeans zurück. ⓘ
Die Sedimente werden in der Regel mit zunehmender Entfernung von der Küste immer feiner; Sand ist auf flache, wellenbewegte Gewässer beschränkt, während Schlick und Ton in ruhigeren, tiefen Gewässern weit vor der Küste abgelagert werden. Diese Sedimente lagern sich 15-40 cm pro Jahrtausend an, viel schneller als pelagische Tiefseesedimente. ⓘ
Schelfmeere
Schelfmeere sind die Meeresgewässer auf dem Kontinentalschelf. Ihre Bewegung wird durch die kombinierten Einflüsse der Gezeiten, des Windes und des Brackwassers aus Flusszuflüssen (Regionen mit Süßwassereinfluss) gesteuert. Diese Regionen können aufgrund der Durchmischung, die durch die geringere Wassertiefe und die höheren Strömungsgeschwindigkeiten verursacht wird, oft eine hohe biologische Produktivität aufweisen. Obwohl die Schelfmeere nur etwa 8 % der Ozeanoberfläche der Erde bedecken, sind sie für 15-20 % der globalen Primärproduktion verantwortlich. ⓘ
In den gemäßigten kontinentalen Schelfmeeren gibt es als Folge des Zusammenspiels zwischen Oberflächenerwärmung, seitlichen Auftriebsgradienten aufgrund von Flusszuflüssen und turbulenter Durchmischung durch die Gezeiten und in geringerem Maße durch den Wind drei unterschiedliche ozeanografische Regime. In flacherem Wasser mit stärkeren Gezeiten und in der Nähe von Flussmündungen überwindet die Gezeitenturbulenz den schichtenbildenden Einfluss der Oberflächenerwärmung, und die Wassersäule bleibt während des gesamten Jahreszyklus gut durchmischt. In tieferen Gewässern hingegen gewinnt die Oberflächenerwärmung im Sommer die Oberhand und führt zu einer saisonalen Schichtung mit einer warmen Oberflächenschicht über dem isolierten Tiefenwasser. Ein drittes System, das Ästuare mit Schelfmeeren verbindet, die so genannten Regionen mit Süßwassereinfluss (Regions of Freshwater Influence, ROFI), findet sich dort, wo Ästuare in Schelfmeere einmünden, z. B. in der Liverpool Bay in der Irischen See und in der Region des Rheinausflusses in der Nordsee. Hier kann die Schichtung auf Zeitskalen vom halbtäglichen Gezeitenzyklus bis hin zum Frühjahrsgezeitenzyklus aufgrund eines Prozesses variieren, der als "Tidal Straining" bekannt ist. ⓘ
Die Nordsee und die Irische See gehören zwar zu den besser untersuchten Schelfmeeren, sind aber nicht unbedingt repräsentativ für alle Schelfmeere, da es eine große Vielfalt an Verhaltensweisen gibt. Die Schelfmeere des Indischen Ozeans werden von großen Flusssystemen wie dem Ganges und dem Indus beherrscht. Die Schelfmeere um Neuseeland sind kompliziert, da der untergetauchte Kontinent Zealandia breite Plateaus bildet. Die Schelfmeere um die Antarktis und die Küsten des Arktischen Ozeans werden durch die Meereisproduktion und Polynyen beeinflusst. ⓘ
Es gibt Hinweise darauf, dass sich Wind, Niederschlag und regionale Meeresströmungen in einem sich erwärmenden Ozean auf einige Schelfmeere auswirken. Eine verbesserte Datenerfassung durch integrierte Ozeanbeobachtungssysteme in Schelfmeerregionen ermöglicht die Identifizierung dieser Veränderungen. ⓘ
Biota
Auf den Schelfmeeren wimmelt es nur so von Leben, denn im Gegensatz zur biotischen Wüste der Abyssal-Ebene der Ozeane ist in flachen Gewässern viel Sonnenlicht vorhanden. Die pelagische (Wassersäule) Umgebung des Kontinentalschelfs bildet die neritische Zone, und die benthische (Meeresboden) Provinz des Schelfs ist die sublitorale Zone. Die Schelfe machen weniger als zehn Prozent des Ozeans aus, und nach einer groben Schätzung erhalten nur etwa 30 % des Meeresbodens des Kontinentalschelfs genügend Sonnenlicht, um die benthische Photosynthese zu ermöglichen. ⓘ
Obwohl die Schelfe in der Regel fruchtbar sind, können die Ablagerungen, wenn während der Sedimentation anoxische Bedingungen herrschen, im Laufe der geologischen Zeit zu Quellen für fossile Brennstoffe werden. ⓘ
Wirtschaftliche Bedeutung
Der relativ gut zugängliche Kontinentalschelf ist der am besten erforschte Teil des Meeresbodens. Der größte Teil der kommerziellen Ausbeutung des Meeres, wie die Gewinnung von metallischen und nichtmetallischen Erzen sowie von Kohlenwasserstoffen, findet auf dem Festlandsockel statt. ⓘ
Die Meeresnationen, die das 1958 von der UN-Völkerrechtskommission ausgearbeitete Übereinkommen über den Festlandsockel unterzeichnet haben, beanspruchen Hoheitsrechte über ihre Festlandsockel bis zu einer Tiefe von 100 m oder bis zu einer Entfernung, in der die Wassertiefe die Ausbeutung der Ressourcen zulässt. Dieses Übereinkommen wurde teilweise durch das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen von 1982 abgelöst. Mit dem Seerechtsübereinkommen von 1982 wurde eine ausschließliche Wirtschaftszone von 200 Seemeilen (370 km) geschaffen, die durch Rechte am Festlandsockel für Staaten ergänzt wird, deren physischer Festlandsockel über diese Entfernung hinausreicht. ⓘ
Die rechtliche Definition des Festlandsockels unterscheidet sich erheblich von der geologischen Definition. Nach dem SRÜ erstreckt sich der Festlandsockel bis zur Grenze des Kontinentalrandes, jedoch mindestens 200 nmi (370 km; 230 mi) und höchstens 350 nmi (650 km; 400 mi) von der Basislinie entfernt. Bewohnte Vulkaninseln wie die Kanarischen Inseln, die über keinen Festlandsockel verfügen, haben also einen gesetzlichen Festlandsockel, während unbewohnbare Inseln keinen Schelf haben. ⓘ
Herkunft von Begriff und Bezeichnung
Der Begriff und seine Bezeichnung Schelf wurden spätestens im Jahre 1902 vom Geographen Otto Krümmel in die deutschsprachige Fachliteratur eingeführt. Es handelt sich bei der Bezeichnung um die Eindeutschung des englischen Wortes shelf, das, Krümmel zufolge, 1887 erstmals vom schottischen Geographen und Meteorologen Hugh Robert Mill in der Kombination continental shelf benutzt wurde. Krümmel selbst umschrieb den Schelf als „Gesims am Seerande der Festlandssockel“. ⓘ
Rechtswesen
Festlandsockel der Bundesrepublik Deutschland
Die Festlegung eines Festlandsockels in Ostsee und Nordsee ist, wegen der Nähe der anderen Anrainerstaaten und weil beides flache Meere mit Tiefen unter 200 m sind, schwierig. Die Abgrenzung in der Nordsee war lange Zeit strittig (Seegrenzdisput in der Nordsee zwischen Deutschland, den Niederlanden und Dänemark). Sie erfolgte schließlich durch bilaterale Abkommen auf der Grundlage des Urteils des Internationalen Gerichtshofes zum sogenannten North Sea Continental Shelf Case (1969). Ergebnis dieser Festlegungen ist der sogenannte „Entenschnabel“, der durch bilaterale Verträge mit Großbritannien, den Niederlanden und Dänemark 1972 festgelegt wurde. In der Ostsee beruht die Abgrenzung des deutschen Festlandsockels auf bilateralen Abkommen mit Dänemark und Schweden auf der Grundlage des Äquidistanzprinzipes. ⓘ
Die Aufsuchung, Gewinnung und Aufbereitung von Bodenschätzen im Bereich des Festlandsockels ist in der Festlandsockel-Bergverordnung geregelt. ⓘ
Liste der Verträge zum Festlandsockel der BRD
- Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen vom 10. Dezember 1982 Deutsche Fassung z. B. in: Schiffahrtsrecht: Seerechtliche Gesetze, Verordnungen, Übereinkommen MAP Handelsgesellschaft mbH, Hamburg, 1998, ISBN 978-3-9801222-1-4
- Vertrag über die Abgrenzung des Festlandsockels unter der Nordsee zwischen der Bundesrepublik Deutschland und dem Königreich Dänemark (BGBl. 1972 II S. 882)
- Vertrag über die Abgrenzung des Festlandsockels unter der Nordsee (BGBl. 1972 II S. 882 ff.) zwischen der Bundesrepublik Deutschland und dem Königreich der Niederlande (BGBl. 1972 II S. 889 ff.)
- Vertrag über die Abgrenzung des Festlandsockels unter der Nordsee zwischen der Bundesrepublik Deutschland und dem Vereinigten Königreich Großbritannien und Nordirland vom 25. November 1971 (BGBl. 1972 II S. 897 ff.)
- Diplomatischer Notenwechsel vom 26. Mai/28. Dezember 1976 zwischen der Bundesrepublik Deutschland und dem Königreich Dänemark über die Abgrenzung des Festlandsockels in der Ostsee
- Proklamation der Regierung der DDR über den Festlandsockel an der Ostseeküste. Vom 26. Mai 1964. GBl. 1964 Teil I Nr. 6, S. 99
- Vertrag und Protokoll zwischen der DDR und dem Königreich Schweden über die Abgrenzung des Festlandsockels vom 22. Juni 1978 (GBl. 1979 II. S. 39)
- Vertrag und Protokoll zwischen der DDR und dem Königreich Dänemark über die Abgrenzung des Festlandsockels und der Fischereizonen vom 14. September 1988 (GBl. 1989 II. S. 147) ⓘ