Längste kontinentale Vulkankette entdeckt

Feurige Spur: In Australien haben Forscher die längste kontinentale Vulkankette der Erde entdeckt. Ein Hotspot hat sich 2.000 Kilometer weit durch die Kruste im Osten des Landes gefressen. Erkannt wurde dies erst jetzt, weil das heiße Magma im Mittelteil der Hotspot-Spur nicht durch die dicke Kruste dringen konnte, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten. Dadurch treten die Vulkane nur im Norden und Süden zutage.

An einigen Stellen des Erdmantels steigen besonders heiße Gesteinsmassen in die Höhe. Diese Mantelplumes sind heiß genug, um sich wie Schneidbrenner durch die Erdkruste zu brennen. Weil sich die Erdplatten im Laufe der Zeit über diesen Hotspot hinwegbewegen, hinterlässt dies eine Spur von Vulkanen. Das bekannteste Beispiel sind die Vulkaninseln Hawaiis. Weitaus seltener, weil schwerer zu erkennen, sind Hotspot-Spuren auf Kontinenten.

Vulkane im Norden und Süden

Rhodri Davies von der Australian National University (ANU) in Canberra und seine Kollegen haben nun eine solche kontinentale Vulkankette in Australien identifiziert. Sie liegt im Osten des Landes, dort, wo schon länger ein vulkanisches Zentrum im Norden Queenslands bekannt war, aber auch vulkanische Gesteine ganz im Süden, in Victoria und New South Wales.

„Diese vulkanischen Provinzen unterschieden sich aber dramatisch in ihrer Zusammensetzung und im Volumen ihrer Eruptionen“, erklärt Davies. „Zudem sind sie von einer 650 Kilometer breiten Lücke getrennt.“ Bisher kam daher niemand auf die Idee, dass diese beiden Vulkangebiete einen gemeinsamen Ursprung haben könnten. Doch nähere Untersuchungen der Geologie und Geochemie enthüllten nun eine überraschende Verbindung.

Vulkankegel im Cape Hillsborough Nationalpark im Norden Queenlands © Mike Griinke

2.000 Kilometer lange Spur

„Wir haben erkannt, dass derselbe Hotspot die Vulkane in den Whitsundays von Queensland und in der zentralen Victoria-Region geschaffen hat“, sagt Davies. Im Verlauf der letzten 33 Millionen Jahre ist Australien langsam über diesen Mantelplume hinweggewandert und dabei entstand eine 2.000 Kilometer lange Spur vulkanischer Aktivität. Denn wie sich zeigt, gehören auch einige ungewöhnliche Vulkangesteine in New South Wales dazu.

Die neuentdeckte Cosgrove Vulkankette ist damit die längste bekannte Spur eines Hotspots unter einer kontinentalen Landmasse. „Die Vulkankette ist dreimal so lang wie die berühmte Spur des Hotspots unter dem Yellowstone Park in Nordamerika“, so Davies. Wie er erklärt, ist der australische Mantelplume wahrscheinlich sogar noch aktiv. Weil Australien weiter nach Norden gewandert ist, liegt er heute im Meer nordwestlich von Tasmanien. „Dafür sprechen die erhöhten Manteltemperaturen und eine verstärkte Seismizität“, so der Forscher.

Die Krustendicke ist entscheidend

Aber warum hat die australische Vulkankette in ihrer Mitte eine so große, scheinbar vulkanlose Lücke? Eine Erklärung lieferte eine Karte der Krustendicke Australiens. Überall dort, wo die Lithosphäre, die feste Hülle der Erde, dünner ist als 110 Kilometer, konnte der Hotspot durchdringen und basaltische Vulkane erzeugen. Dies ist vor allem am Rand des Kontinents der Fall, wie beispielsweise im Norden Queenslands.

Weiter in der Mitte Australiens ist die Lithosphäre dagegen dicker als 150 Kilometer. Hier kann das heiße Magma des Hotspots daher nicht bis an die Oberfläche gelangen – eine vulkanische Lücke entsteht. Knapp südlich davon, in New South Wales, ist die feste Hülle zwar zu dick für Basaltvulkane, der Hotspot hat hier aber die Kruste angeschmolzen. Dadurch entstand dort unter anderem das Vulkanmineral Leucitit, das bei uns auch in der Eifel vorkommt.

„Diese Ergebnisse sind der erste direkte Beleg dafür, dass die Lithosphärendicke einen dominanten Einfluss auf das Volumen und die chemischen Zusammensetzung von Magmen hat, die von Mantelplumes abstammen“, konstatieren die Forscher. Dies könnte auch dabei helfen, die Spuren von Hotpots auf anderen Kontinenten aufzuspüren und zu erklären. (Nature, 2015; doi: 10.1038/nature14903)

(Australian National University, 15.09.2015 – NPO)