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Rätselhafte Mini-Vulkane

„Petit Spots“ am Japangraben

Schauplatz Japan, genauer gesagt der über 10.000 Meter tiefe gleichnamige Graben vor der Ostküste des Landes. Er erstreckt sich über mehr als 1.600 Kilometer zwischen den zu Russland gehörenden Kurilen-Inseln im Norden und den Bonin-Inseln im Süden. Der Japangraben ist Teil des geologisch sehr aktiven Pazifischen Feuerrings (Pacific Ring of Fire)“, der fast die gesamte Pazifische Platte umspannt. Vulkanausbrüche, aber auch Erdbeben sind dort fast überall an der Tagesordnung und sorgen immer wieder für verheerende Katastrophen.

Japangraben © NGDC / NOAA

In den letzten Jahrzehnten hat sich der Japangraben zu einem Tummelplatz für Geologen entwickelt. Sie wollen dort mehr über die Entstehung der Naturereignisse erfahren und vor allem abschätzen, welche Gefahren sich dadurch für Japan ergeben. Ihr Ziel ist es aber auch, mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse Strategien zum Schutz des Landes zu entwickeln.

Ungewöhnliche Entdeckung in 5.000 Meter Tiefe

Einem US-amerikanischen und japanischen Wissenschaftlerteam ist im Rahmen dieser Spurensuche am Meeresboden vor kurzem eine sensationelle Entdeckung geglückt. Denn mithilfe eines Sonars spürten sie 2006 in rund 5.000 Meter Wassertiefe eine ganze Reihe kleiner Vulkane auf, die sie „Petit Spots“ nannten. Ungewöhnlich war nicht nur die Lage der gerade mal 50 Meter hohen Gebilde – auf einer Wölbung der abtauchenden Platte – sondern auch ihr Alter.

„Der Meeresboden, den die Vulkane durchschlagen, ist mit mehr als 130 Millionen Jahren uralt. Die Vulkane sind jedoch sehr viel jünger, wie die Datierung von Proben ergab, die wir mit ferngesteuerten U-Booten genommen haben. Der älteste ist fünf Millionen Jahre alt, der jüngste eine Million Jahre“, sagte dazu Naoto Hirano vom Tokyo Institute of Earth Sciences in einem Interview mit dem Deutschlandfunk.

Wie funktioniert ein Hotspot? © MMCD

Ein neuer Typ von Vulkanen

Wie konnte das sein? Denn mit Vulkanismus rechnen Geowissenschaftler in Subduktionszonen zwar auf der oben „schwimmenden“, nicht aber auf der abtauchenden Platte. Und auch einen Hotspot als Ursache des Vulkanismus konnten die Forscher ausschließen. Dabei handelt es sich um rund hundert Kilometer tief im Erdmantel versteckte heiße Flecken, die sich inmitten tektonischer Platten befinden. Wie gigantische Schweißbrenner erzeugen sie unaufhörlich Magma, das sich durch Risse in der Erdkruste seinen Weg nach oben bahnt.

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Der Nachschub an heißem Gestein für die Hot Spots stammt aus einer Grenzschicht zwischen unterem Erdmantel und Erdkern, in rund 2.900 Kilometer Tiefe. Dort liegt eine gewaltige Blase festen Gesteins, die bis zu 300 °C heißer ist, als das umliegende Mantelmaterial. Die Blase wird – warum, weiß noch niemand so genau – instabil und wächst wie ein gigantischer „Magmenpilz“ (Mantelplume oder Manteldiapir) in Richtung Erdkruste und bildet so den Hot Spot.

Analysen der Petit Spot-Vulkane ergaben aber nun, dass der Basalt der Lava nicht tief aus dem Erdinneren stammte, sondern einen viel höheren Ursprung besitzt. Offenbar hatten die Forscher um Hirano einen völlig neuen Typ von Vulkanen entdeckt. Doch woher stammte das heiße Magma genau?

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Stand: 12.09.2008

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

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Eine Reise in die Tiefseegräben

Sinkflug im Marianengraben
Jacques Piccard und die Trieste schreiben Geschichte

Die tiefsten Stellen der Meere
Welt ohne Licht

Tiefseegräben reloaded
Neuer Forschungsboom dank besserer Technik

Wimmelndes Leben am Challengertief
Tauchroboter Kaiko spürt Foraminiferen in elf Kilometer Wassertiefe auf

Rätselhafte Mini-Vulkane
„Petit Spots“ am Japangraben

Spurensuche im Gestein
Wie Petit Spots entstehen

Ein Wunderwerk der Technik
Mit HROV Nereus zu den tiefsten Stellen der Meere

Vorstoß in eine unbekannte Welt
Die erste Phase der Eroberung der Tiefsee

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