Wie
Perlen auf einer Schnur – so liegen Vulkaninseln oder Unterwasservulkane
in den Ozeanen oft nebeneinander. Derartige Vulkanketten, wie
beispielsweise das Hawaii Archipel, lassen sich mit dem sogenannten
Hotspot-Modell erklären. An einem festen Ort, dem Hotspot, dringt heißes
Material aus dem Erdinneren durch die ozeanische Erdkruste und bildet
auf ihr einen Vulkan. Da sich die Erdplatten über dem Hotspot bewegen,
bewegt sich auch der Vulkankegel irgendwann vom Hotspot fort. Er erhält
keinen Lava-Nachschub mehr und erlischt, während sich direkt über dem
Hotspot ein neuer Vulkan bildet. Im Laufe der Jahrmillionen entsteht so
eine ganze Kette erloschener Vulkankegel, die die Bewegungsrichtung der
jeweiligen Erdplatte anzeigt. Doch dieses einfache und schlüssige Modell
lässt sich nicht auf alle Unterwasservulkane anwenden. „Die Entstehung
der Christmas Island Seamount Provinz im östlichen Indischen Ozean passt
beispielsweise überhaupt nicht ins Bild“, sagt Prof. Dr. Kaj Hoernle
vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR). Die
dazu gehörigen Vulkankegel erstrecken sich über ein Gebiet von 1800 mal
600 Kilometern im Seegebiet zwischen Australien und Indonesien. Die
Ozeankruste wächst in dieser Region in Nord-Süd Richtung, die Seamounts
erstrecken sich jedoch sehr unregelmäßig in Ost-West Richtung. „Wir
wollten die Entstehung dieser rätselhaften Seamounts ergründen, um zu
überprüfen, ob es vielleicht Prozesse gibt, die wir noch gar nicht
kennen“, sagt Professor Hoernle. Deshalb hat ein Forscherteam des
IFM-GEOMAR unter Professor Hoernles Leitung im Jahr 2008 mit dem
deutschen Forschungsschiff SONNE den Meeresboden des Seegebiets
umfassend kartiert und beprobt. Anschließend wurden die geborgenen
Proben und die Vermessungsdaten am IFM-GEOMAR und an der Universität
Sydney intensiv analysiert und ausgewertet. Die Ergebnisse erscheinen
heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience.
Demnach sind die untersuchten Seamounts vor 136 bis 47 Millionen Jahren
entstanden, wobei die östlichen tendenziell älter sind. Außerdem sind
sie nur wenig jünger als die Ozeankruste, auf der sie stehen. Das deutet
darauf hin, dass sie in der Nähe eines mittelozeanischen Rückens
entstanden sind, wo auch die Ozeankruste gebildet wird. Die größte
Überraschung erlebten die Wissenschaftler jedoch bei der geochemischen
Analyse der Proben. Sie zeigte, dass die Quelle, aus der die Laven
dieser Vulkane stammen, Ähnlichkeiten zu kontinentalem Material besitzt.
Das ist für ozeanische Vulkane in diesem Umfang sehr ungewöhnlich. „Wir
haben diese Ergebnisse mit plattentektonischen Rekonstruktionen
verbunden und herausgefunden, dass die Christmas Island Seamount Provinz
genau an der Stelle entstanden ist, an der sich Australien, Indien und
West Burma beim Aufbrechen des Superkontinents Gondwana vor rund 150
Millionen Jahren voneinander getrennt haben“, erklärt Professor Hoernle.
An der Bruchstelle entstand damals ein neuer Ozean, zwischen den
Bruchstücken begann sich ozeanische Erdkruste zu bilden. Möglicherweise
ist dabei kontinentales Material in den oberen Erdmantel unter den neu
gebildeten Ozeanboden gelangt. „Kontinentales Material ist leichter zu
schmelzen als normaler ozeanischer Mantel. Es kam zu einem
Magma-Überschuss, wodurch letztendlich die Seamounts gebildet wurden –
inklusive des kontinentalen Materials, das wir jetzt mitten im Ozean
finden“, erklärt Professor Hoernle. Damit haben die Forscher einen
bisher weitgehend unbekannten Prozess gefunden, der kontinentales
Material in die oberen Bereiche des ozeanischen Erdmantels
transportiert. „Diese Erkenntnis ist ein weiteres wichtiges Puzzlestück,
um die Prozesse und Stoffkreisläufe zu verstehen, die tief im
Erdinneren ablaufen. Sie formen die Erde, auf der wir leben, entziehen
sich aber leider der direkten Beobachtung“, erklärt der Meeresgeologe.
Originalarbeit:
Hoernle, K., F. Hauff, R. Werner, P. van den Bogaard, A. D. Gibbons, S.
Conrad and R. D. Müller (2011): Origin of Indian Ocean Seamount Province
by shallow recycling of continental lithosphere. Nature Geoscience, 4
(12),
http://dx.doi.org/10.1038/NGEO1331
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