Eigenartige Lage, ungewöhnliche Größe, ungewisse Herkunft: Eine Erklärung für das Phänomen der Petit Spots zu finden, fiel den Wissenschaftlern um Naoto Hirano vom Tokyo Institute of Earth Sciences und Stephanie Ingle von der Universität von Hawaii in Manoa nicht ganz leicht. Schließlich kamen sie aber doch auf eine einleuchtende Erklärung dafür.
Danach werden die Petit Spots aus einer Grenzschicht zwischen der Erdkruste und dem Erdmantel, der so genannten Asthenosphäre, gespeist. In dieser Zone, die bis 410 Kilometer tief in die Erde reicht, muss das Gestein dann allerdings zumindest teilweise geschmolzen sein, so die Wissenschaftler 2006 im Wissenschaftsmagazin „Science“. Dies war bisher nicht unumstritten.
Bläschen bestätigen Theorie
Hirano und Ingle legten aber nun Indizien vor, die diese Hypothese bestätigen. Denn bei Gesteinsanalysen stellten sie fest, dass das eingesammelte vulkanische Material mit winzigen Löchern übersät war. Diese „Bläschen“ oder Vesikel entstehen aber nur dann, wenn Gas aus ausgeworfener Lava entweicht. „Eine Existenz von Gas legt aber nahe oder erfordert sogar, dass die Asthenosphäre in einem teilweise geschmolzenen Zustand vorliegt“, erklärt Ingle.
Wenn sich nun die abtauchende alte ozeanische Erdkruste verbiegt, bilden sich darin Risse und Spalten, durch die heißes Gestein aus der Asthenosphäre aufsteigt und dann am Meeresboden ausgeworfen wird – die Petit Spots sind geboren. Die Wissenschaftler vermuten, dass es die Eruptionsphase nicht lange andauert. Daher bleiben die Vulkane auch vergleichsweise klein.
Alte Vulkane wandern voran
Stimmt dieses Szenario, sollten eigentlich immer wieder Vulkane „sprießen“, wenn die abtauchende Erdplatte weiterwandert und die Region mit den nötigen „Stressbedingungen“ – Aufwölben, Verbiegen – erreicht. Dazu Ingle: „Und das ist genau das, was wir beobachtet haben: eine Kette von älteren Vulkanen nahe der Subduktionszone und immer jünger werdende Petit Spots weiter entfernt davon.“
Diese Ergebnisse werfen nicht nur ein neues Licht auf die Entstehung von Vulkanismus, sie stellen auch bisherige Erklärungsmodelle für dieses Phänomen – speziell die Hotspot-Hypothese – zumindest ansatzweise in Frage. Vielleicht sind ja einige der diesem Phänomen zugeordneten Vulkane doch nach dem Prinzip der Petit Spots entstanden, so die Vermutung der Forscher.
Mantelplumes ade?
„Es ist nicht so, dass ich denke, dass diese Studie beweist, dass es keine Plumes gibt“, bewertet Marcia Mc Nutt, die Präsidentin des Monterey Bay Aquarium Research Institute, die Ergebnisse von Hirano und Ingle in einem Interview mit „Discovery News“. Aber es gäbe vulkanische Phänomene auf der Erde fernab der Plattengrenzen, die die Mantelplume-Theorie eben doch nicht perfekt erklären könne. „Nun werden wir damit beginnen müssen, alle diese Vulkanketten, die man unter das Plume-Modell subsumiert hat, noch einmal genauer zu untersuchen“, so Mc Nutt.
Stand: 12.09.2008
