Mag­ma­ti­scher Hot­spot im Süd­at­lan­tik

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In­sel­ket­ten wie jene von Ha­waii lie­gen über so­ge­nann­ten Hot­spots, an de­nen stän­dig hei­ßes Mag­ma em­por­quellt. Ob es sol­che ak­ti­ven Hot­spots auch im Süd­at­lan­tik gibt, war bis­lang um­strit­ten. Geo­wis­sen­schaft­le­rin­nen und Geo­wis­sen­schaft­ler vom AWI und vom MARUM ha­ben jetzt wich­ti­ge In­di­zi­en ge­lie­fert: Ganz of­fen­sicht­lich gibt es ei­nen sol­chen Hot­spot mit­ten im Süd­at­lan­tik – nahe der In­sel Tris­tan da Cun­ha.

Vie­le Men­schen ha­ben schon ein­mal Luft­bil­der von Ha­waii ge­se­hen – je­ner exo­ti­schen In­sel­grup­pe, die wie an ei­ner Per­len­ket­te auf­ge­reiht in­mit­ten des Pa­zi­fiks liegt. Ha­waii ist ent­stan­den, weil sich weit un­ter dem Mee­res­bo­den eine Art Schwach­stel­le be­fin­det. Tief im Un­ter­grund an der Gren­ze von Erd­krus­te und Erd­man­tel wallt per­ma­nent be­son­ders hei­ßes und leich­tes Mag­ma nach oben. Im­mer wie­der wird es bis an die Ober­flä­che ge­presst. Es er­gießt sich am Mee­res­grund ins Meer oder ent­lädt sich in klei­nen vul­ka­ni­schen Erup­tio­nen an Land. Hot­spot nennt man die­se ste­tig glü­hen­den Stel­len in den Ozea­nen, an de­nen die Mag­ma­mas­sen be­son­ders leicht em­por­wal­len. Im Lau­fe von Jahr­mil­lio­nen schiebt sich die ozea­ni­sche Plat­te über den Hot­spot hin­weg, so­dass die­ser im­mer wie­der neue In­seln auf­wirft. So ent­steht die ty­pi­sche In­sel­ket­te.

Ob es im At­lan­ti­schen Oze­an eben­falls ei­nen sol­chen ty­pi­schen Hot­spot gibt, der heu­te noch ak­tiv ist, war un­ter Ex­per­ten bis­lang um­strit­ten. Ein Team um die Geo­wis­sen­schaft­ler Wolf­ram Geiß­ler vom Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tut (AWI) und Paul Win­ter­stel­ler vom MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men konn­ten jetzt durch eine Ver­mes­sung des Mee­res­bo­dens ent­schei­den­de Hin­wei­se lie­fern: Nahe Tris­tan da Cun­ha, ei­ner In­sel von der Grö­ße Sylts, die in­mit­ten des Süd­at­lan­tiks liegt, be­fin­det sich of­fen­bar ein Hot­spot, der seit 130 Mil­lio­nen Jah­ren ak­tiv ist.

Die Wis­sen­schaft­ler hat­ten wäh­rend ei­ner Schiffs­ex­pe­di­ti­on den Mee­res­bo­den mit Mess­ge­rä­ten ab­ge­scannt. Zum ei­nen mit ei­nem Fä­che­recho­lot, das Tie­fen­pro­fi­le vom Mee­res­bo­den auf­nimmt, und zum zwei­ten mit ei­nem Se­di­ment-Echo­lot, das bis zu 200 Me­ter weit in das Se­di­ment hin­ein­schau­en kann. „West­lich von Tris­tan da Cun­ha ha­ben wir meh­re­re bis­lang un­be­kann­te Vul­kan­ke­gel ent­deckt, die un­ter Was­ser lie­gen“, sagt Wolf­ram Geiß­ler. „Die Struk­tu­ren am Mee­res­bo­den glei­chen hier je­nen, die man von ty­pi­schen Hot­spots kennt“ – ein ers­ter Hin­weis auf vul­ka­ni­sche Ak­ti­vi­tät.

Um zu klä­ren, ob es in geo­lo­gisch jün­ge­rer Zeit – also in den ver­gan­ge­nen Jahr­tau­sen­den – mag­ma­ti­sche Ak­ti­vi­tät ge­ge­ben hat, nah­men die For­scher die Se­di­ment-Echo­lot-Da­ten zu Hil­fe. Die­se zeig­ten, dass auf dem Se­di­ment am Mee­res­bo­den Mas­sen er­starr­ten Mag­mas lie­gen. Das Mag­ma muss also in jün­ge­rer Zeit aus dem Un­ter­grund em­por­ge­quol­len sein und sich auf das äl­te­re Se­di­ment ge­legt ha­ben. Die Er­geb­nis­se von Wolf­ram Geiß­ler und Paul Win­ter­stel­ler le­gen also nahe, dass es sich bei Tris­tan da Cun­ha tat­säch­lich um ei­nen ak­ti­ven Hot­spot han­delt. Bis­lang hat­te es nur ei­ni­ge we­ni­ge un­si­che­re Hin­wei­se dar­auf ge­ge­ben. So hat­ten deut­sche und ja­pa­ni­sche For­scher vor ei­ni­gen Jah­ren den Mee­res­bo­den um Tris­tan da Cun­ha mit seis­mi­schen und elek­tro­ma­gne­ti­schen Ge­rä­ten un­ter­sucht, die tief ins Ge­stein hin­ein­bli­cken. Die Mess­da­ten deu­te­ten an, dass es dort eine Schwach­stel­le ähn­lich wie beim ha­waii­ani­schen Hot­spot ge­ben könn­te. Für eine si­che­re Aus­sa­ge aber wa­ren die­se In­di­zi­en zu schwach.

Mit den de­tail­lier­ten Da­ten vom Mee­res­bo­den ha­ben die AWI- und MARUM-Ex­per­ten jetzt die ent­schei­den­den In­di­zi­en nach­ge­lie­fert. „Um ganz si­cher zu ge­hen, müs­sen wir noch Ge­steins­pro­ben vom Mee­res­grund ho­len“, sagt Wolf­ram Geiß­ler. „Aber wir ge­hen schon jetzt da­von aus, dass es sich um ei­nen heu­te noch ak­ti­ven Hot­spot han­delt.“


Veröffentlichung: Wolf­ram H. Geiss­ler, Paul Win­ter­stel­ler, Mar­cia Maia, Anne Strack, Ja­ni­na Kam­mann, Gra­e­me Ea­gles, Ma­ri­on Je­gen, Ant­je Schlo­e­mer, Wil­fried Jo­kat: Seaf­loor evi­dence for pre-shield vol­ca­nism above the Tris­tan da Cun­ha mant­le plu­me. Na­tu­re Com­mu­ni­ca­ti­ons 2020. DOI: 10.1038/s41467-020-18361-4

Quelle: off. Pm des Marum

Titelbildunterschrift: Nahe der In­sel Tris­tan da Cun­ha im Süd­at­lan­tik be­fin­det sich of­fen­bar ein Hot­spot, der seit 130 Mil­lio­nen Jah­ren ak­tiv ist. Foto: Wolf­ram Geiß­ler, AWI.


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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

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