Vulkanische Perlenkette

Hawaii-Inseln © NASA/JSC

Das Hot Spot-Szenario kann zwar erklären, warum ein Vulkan weit abseits der Plattengrenzen entsteht, wie aber kann ein einziger solcher Hot Spot eine mehrere tausend Kilometer lange Inselkette aus dem Boden schießen lassen? Hier kommt die Plattentektonik ins Spiel.

Die Pazifische Platte auf der auch Hawaii liegt, driftet jährlich mit einem Tempo von acht bis zehn Zentimetern von Südost nach Nordwest. Da der Hot Spots aber – so ein Dogma der Geologie – stets am selben Ort bleibt, frisst der „Schweißbrenner“ immer neue „Löcher“ in die Erdkruste und lässt an der Oberfläche mit der Zeit eine ganze Reihe von Vulkaninseln wachsen.

Pu`u `O`o-Ausbruch © USGS/HVO

Nur die Vulkane direkt über dem Hot Spot sind aktiv. Ältere, erloschene Vulkane, die „Huckepack“ auf der Platte mitfahren, wandern von dem heißen Flecken weg. Dabei werden sie im Laufe der Jahrmillionen wieder kleiner. Dies liegt zum einen daran, dass sie von Wasser und Wind abgetragen werden.

Professorin Helga de Wall von der Universität Würzburg, die schon seit langem den Hot Spot-Vulkanismus auf Hawaii erforscht, nennt noch einen anderen Faktor: „Während die relativ jungen Vulkane noch als Inseln aus dem Meere herausragen, sind die älteren aufgrund ihres Eigengewichtes so tief in den Meeresboden eingesunken, dass sie unterhalb des Meeresspiegels liegen“, ergänzt.

Je weiter sich die Vulkane vom Hot Spot entfernen, desto kälter wird zudem die Pazifische Platte und zieht sich zusammen – die Seamounts schrumpfen immer weiter zusammen. Die Vulkane der Insel Hawaii entfernen sich unaufhörlich vom Zentrum des Hot Spots und werden vermutlich in nicht allzu ferner Zukunft erkalten und ihre Tätigkeit einstellen.

„Knick“ in der Perlschnur

Grund für den deutlich zu erkennenden „Knick“ in der Perlschnur nach Norden, war nach Meinung vieler Forscher eine heftige Richtungsänderung bei der Wanderung der Pazifischen Platte vor rund 45 Millionen Jahren.

Hawaii - Big Island © NASA/JSC

Soweit die Theorie über die Entstehung der Hawaii-Insel. Doch die rätselhafte Entstehung der Magmenpilze im unteren Erdmantel ließ die Wissenschaftler nicht ruhen. Woher stammt das Plume-Gestein? Wie entstehen die „Blasen heißen Gesteins“ an der Basis des Magmenpilzes? Um diese und andere Fragen zu klären, bohrt ein internationales Forscherteam ein 5.000 Meter tiefes Loch in den erloschenen Vulkan Mauna Kea auf „Big Island“. Der flache so genannte Schildvulkan wird seit 1999 im Rahmen des Internationalen Kontinentalen Bohrprogramms (ICDP) erforscht. Mit dabei bei diesem Projekt sind auch Wissenschaftler vom GeoForschungsZentrum Potsdam, dem Max-Planck-Institut für Chemie und der Universität Würzburg.

Der mit einer Höhe von fast 10.000 Meter – mehr als die Hälfte davon liegt unter Wasser – größte Vulkan der Erde, der Mauna Kea, ist durch das Übereinanderfließen von Tausenden einzelner Lavaströme entstanden.

Um mehr über die Herkunft des Vulkangesteins zu erfahren, zerkleinern die Forscher die Bohrkerne aus dem ICDP und untersuchen sie auf die Konzentration vorhandener Spurenelemente. Sie erhalten so einen „geochemischen Fingerabdruck“ des Vulkans und seiner Schichten. Vor einiger Zeit haben die Wissenschaftler bei der Analyse von uralten Laven-Proben aus Hawaii eine wichtige Entdeckung gemacht.

Danach sind die Hawaii-Vulkane Teil eines riesigen geologischen Recyclingvorgangs. Vor ein bis zwei Milliarden Jahren an Subduktionszonen in den Erdmantel „eingearbeitete“ ozeanische Kruste wurde hier über den Mantle Plume – nach unendlicher langer Wartezeit in den Tiefen der Erde – wieder nach oben transportiert und dann anschließend von den Vulkanen an die Erdoberfläche geschleudert.

Stand: 24.09.2004