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Schlammvulkane und Hotspots

ODP blickt in die Tiefen der Erdkruste und des Mantels

Die Bohrungen des ODP haben auch für das klassischste aller geowissenschaftlichen Themenbereiche, die Erforschung der Erdkruste und des Erdmantels, große Fortschritte gebracht.

Ein grüner Schlammvulkan…

Er ist ein Vulkan der besonderen Art: Hunderte von Metern tief unter der Wasseroberfläche quillt langsam grüner asbestreicher Schlamm aus dem gewaltigen Berg und ergießt sich über die weiten Hänge. Der „Conical Seamount“ Schlammvulkan westlich des Marianengraben im Pazifik ist nicht nur ungewöhnlich groß für einen unterseeischen Vulkan – er hat einen Durchmesser von 25 Kilometern und eine Höhe von 2.000 Metern – besonders spannend ist das, was er ausspeit.

Denn der grüne Schlamm ist Serpentinit, ein asbesthaltiges Mineral, dass sich bildet, wenn Material aus dem Erdmantel sich etliche Kilometer unter dem Meeresgrund mit Wasser mischt. In den Subduktionszonen, wie am Marianengraben, durchziehen tiefe Spalten die Erdkruste, durch die der grüne Schlamm aufsteigen kann. Um mehr über die Mechanismen, die zur Bildung und zum Aufsteigen des Serpentinits führen, zu erfahren, unternahm das ODP 1989 eine Bohrfahrt zum Conical Seamount.

Bohrungen im Gipfelbereich und den Flanken des Schlammvulkans zeigten erstmals, dass nicht nur die Oberfläche, sondern der gesamte Vulkankegel aus Serpentinit bestand. ODP sammelte zudem erste Hinweise darauf, dass die Flüssigkeit, die dem Vulkan entströmte, tatsächlich von der an dieser Subduktionszone absinkenden Erdplatte stammte. Durch den in der Tiefe höher werdenden Druck wird diese ausgequetscht wie ein nasser Schwamm. Die dabei zwischen den beiden kollidierenden Platten hindurch aufsteigende Flüssigkeit ist chemisch gesehen zudem eine absolute Einmaligkeit: Sie ist beispielsweise mit einem pH Wert von 12,6 basischer als alles bisher in den Tiefen der Meere beobachtete.

Die ODP-Bohrung förderte auch Fragmente von Mantelgestein zutage, die erstaunlich gleichförmig in ihrer chemischen Zusammensetzung waren – ein Hinweis darauf, dass sowohl das Gestein als auch die aufsteigende Flüssigkeit auf ihrem Weg an die Oberfläche weit weniger chemischen Veränderugnen unterliegen, als an anderen Stellen der Welt üblich. Da die Schlammvulkane entlang des Marianengrabens die einzigen aktiven ihrer Art weltweit sind, bieten sie Geologen eine optimale Möglichkeit, hier einen Blick in die sonst verborgenen Vorgänge zwischen Kruste und Mantel zu werfen.

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… und Hotspots im Indischen Ozean

Die Oberfläche der Erde ist mit Hotspots übersäht – Stellen, an denen heißes Magma aus dem Erdmantel sich seinen Weg durch die Erdkruste schmilzt. Aktive Vulkangebiete und ganze Ketten von vulkanischen Inseln sind die Folge. Die Besonderheit dieser Hotspots: Sie bleiben über Jahrmillionen an der gleichen Stelle, unabhängig von den sich über sie hinweg bewegenden Erdplatten. Wissenschaftler vermuten, dass die Hotspots an Stellen entstehen, an denen besonders heißes Material aus tieferen Mantelbereichen in die Höhe steigt. Diese Konvektionsströmung könnte, so nimmt man an, der treibende Motor nicht nur für die Hotspots sondern auch für die Bewegung der Erdplatten sein.

Bei der Untersuchung dieser so genannten Mantelplumes spielt auch das ODP eine wichtige Rolle. Forschern gelang es bei Bohrungen unter anderem im Indischen Ozean nahe der Kerguelen und Reunion Hotspots anhand der Bohrkerne die genauen Plattenbwegungen im Indischen Ozean und die wechselnde Aktivität der Hotspots genau zu rekonstruieren. Sie stellten fest, dass die ursprüngliche Eruptionsrate dieser Hotspots in ihrer Anfangszeit vor 65 und 117 Millionen Jahren um das Zehn- bis Hundertfache höher war, als die der heute aktivsten Hotspots in Hawaii oder Island. Bo

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Stand: 14.09.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Tiefbohrungen im Ozean
Spurensuche auf dem Grund der Meere

Eine Frage der richtigen Position
An der Bohrstelle angelangt...

Bohrkern an Deck...
Die Bergung der Proben

Auf dem Fließband...
Die ersten Stationen des Bohrkerns

Die Hauptarbeit beginnt erst hinterher...
Verteilung und weitere Auswertung der Proben

Von kosmischen Killern und Katastrophen
Die aufsehenerregendsten Ergebnisse des ODP

Schwankungen von Klima und Meeresspiegel
Beiträge des ODP zur Klimaforschung

Schlammvulkane und Hotspots
ODP blickt in die Tiefen der Erdkruste und des Mantels

Vorstoß in die Tiefe
Chronik der Oceandrilling-Projekte

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