Hotspots könnten als Motor für großflächigen Vulkanismus an passiven Kontinenträndern ausgedient haben. Wissenschaftler der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover haben jetzt in einer neuen Veröffentlichung gezeigt, dass die Annahme eines „Hotspots“ den Beobachtungen widerspricht.
Die Idee, dass Gesteine wie die Gebilde in einer Lavalampe vom heißen Erdkern angetrieben im Mantel aufsteigen, wurde von Tuzo Wilson (1963) und Jason Morgan (1971) entwickelt. Seitdem werden Konvektionsströme aus zähflüssigem Gestein im Erdmantel (englisch „hot spot“) nicht nur als Ursache für das Aufbrechen von Kontinenten, sondern auch für die meisten Vulkanausbrüche innerhalb von Platten verantwortlich gemacht. Der zwischen Brasilien und Namibia zentral im Südatlantik gelegene Hotspot Tristan da Cunha gilt als Bilderbuchbeispiel. Allerdings wird die Theorie stationärer, von der Kern-Mantel-Grenze ausgehender Konvektionsströme oder Hotspots unter Wissenschaftlern schon seit einiger Zeit zunehmend kontrovers diskutiert (www.mantleplumes.org).
Die neue Studie der hannoverschen Forschergruppe um Dr. Dieter Franke basiert auf einer detaillierten Untersuchung der Struktur und Verteilung vulkanischer Eruptivgesteine entlang des südamerikanischen Kontinentrandes vor Argentinien. Die Daten zeigen, dass der Südatlantik von Süden nach Norden aufbrach, also auf das Zentrum des Tristan da Cunha Hotspots zu. Die Öffnung erfolgte schrittweise, in etwa 400 km langen Segmenten. Innerhalb der einzelnen Segmente strömten systematisch die größten und mächtigsten Abfolgen vulkanischen Materials am südlichen Ende aus und nahmen nach Norden hin ab. An der Grenze zum nächsten Segment versiegte der Magmatismus vollständig. Im nächsten, nördlich angrenzenden Segment ergibt sich das gleiche Bild: Wieder werden die mächtigsten Abfolgen gleich nördlich der Segmentgrenze angetroffen und die Menge nimmt nach Norden hin ab.
Dies ist nur schwer vereinbar mit der Vorstellung, dass der Tristan da Cunha Hotspot alleine für diesen Magmatismus verantwortlich sein soll. Wieso sollte der Magmatismus jeweils in Richtung auf das Zentrum des Hotspots hin abnehmen? Wieso sollte die Öffnung des Südatlantiks überhaupt im Süden bei 48°S starten, wenn der Hot Spot bei etwa 30°S, also wesentlich weiter nördlich lag?
Die Autorengruppe schlägt vor, dass die Öffnung des Südatlantiks und die vulkanischen Abfolgen nicht primär durch einen Hotspot verursacht sind, sondern dass vielmehr der Vulkanismus eine direkte Folge des Aufbrechens des Kontinents ist. Durch die Dehnung und Ausdünnung der kontinentalen Kruste, die dem Aufbrechen und der anschließenden Anlage eines ozeanischen Beckens vorausgeht, kann nämlich sozusagen von oben ein kleinräumiger Konvektionsstrom im Mantel induziert werden. Dieser wäre beschränkt auf die einzelnen Segmente, die gerade aufbrechen und kann somit die vorgefundene Struktur und Verteilung der vulkanischen Eruptivgesteine entlang des südamerikanischen Kontinentrandes erklären.
Fachlicher Ansprechpartner:
Dr. Dieter Franke, Tel. 0511-643-3235, dieter.franke@bgr.de
Referenzen:
• http://www.mantleplumes.org/...
• Franke, D., Neben, S., Ladage, S., Schreckenberger, B., Hinz, K. (2007). Margin segmentation and volcano-tectonic architecture along the volcanic margin off Argentina/Uruguay, South Atlantic, Marine Geology, Vol. 244/1-4, pp. 46-67, doi:10.1016/j.margeo.2007.06.009.
• Morgan, W. J., (1971.) Convection Plumes in the Lower Mantle. Nature Vol. 230
• Wilson, J.T., (1963). A possible origin of the Hawaiian Islands, Can. J. Phys., 41, pp. 863-870.
Die Idee, dass Gesteine wie die Gebilde in einer Lavalampe vom heißen Erdkern angetrieben im Mantel aufsteigen, wurde von Tuzo Wilson (1963) und Jason Morgan (1971) entwickelt. Seitdem werden Konvektionsströme aus zähflüssigem Gestein im Erdmantel (englisch „hot spot“) nicht nur als Ursache für das Aufbrechen von Kontinenten, sondern auch für die meisten Vulkanausbrüche innerhalb von Platten verantwortlich gemacht. Der zwischen Brasilien und Namibia zentral im Südatlantik gelegene Hotspot Tristan da Cunha gilt als Bilderbuchbeispiel. Allerdings wird die Theorie stationärer, von der Kern-Mantel-Grenze ausgehender Konvektionsströme oder Hotspots unter Wissenschaftlern schon seit einiger Zeit zunehmend kontrovers diskutiert (www.mantleplumes.org).
Die neue Studie der hannoverschen Forschergruppe um Dr. Dieter Franke basiert auf einer detaillierten Untersuchung der Struktur und Verteilung vulkanischer Eruptivgesteine entlang des südamerikanischen Kontinentrandes vor Argentinien. Die Daten zeigen, dass der Südatlantik von Süden nach Norden aufbrach, also auf das Zentrum des Tristan da Cunha Hotspots zu. Die Öffnung erfolgte schrittweise, in etwa 400 km langen Segmenten. Innerhalb der einzelnen Segmente strömten systematisch die größten und mächtigsten Abfolgen vulkanischen Materials am südlichen Ende aus und nahmen nach Norden hin ab. An der Grenze zum nächsten Segment versiegte der Magmatismus vollständig. Im nächsten, nördlich angrenzenden Segment ergibt sich das gleiche Bild: Wieder werden die mächtigsten Abfolgen gleich nördlich der Segmentgrenze angetroffen und die Menge nimmt nach Norden hin ab.
Dies ist nur schwer vereinbar mit der Vorstellung, dass der Tristan da Cunha Hotspot alleine für diesen Magmatismus verantwortlich sein soll. Wieso sollte der Magmatismus jeweils in Richtung auf das Zentrum des Hotspots hin abnehmen? Wieso sollte die Öffnung des Südatlantiks überhaupt im Süden bei 48°S starten, wenn der Hot Spot bei etwa 30°S, also wesentlich weiter nördlich lag?
Die Autorengruppe schlägt vor, dass die Öffnung des Südatlantiks und die vulkanischen Abfolgen nicht primär durch einen Hotspot verursacht sind, sondern dass vielmehr der Vulkanismus eine direkte Folge des Aufbrechens des Kontinents ist. Durch die Dehnung und Ausdünnung der kontinentalen Kruste, die dem Aufbrechen und der anschließenden Anlage eines ozeanischen Beckens vorausgeht, kann nämlich sozusagen von oben ein kleinräumiger Konvektionsstrom im Mantel induziert werden. Dieser wäre beschränkt auf die einzelnen Segmente, die gerade aufbrechen und kann somit die vorgefundene Struktur und Verteilung der vulkanischen Eruptivgesteine entlang des südamerikanischen Kontinentrandes erklären.
Fachlicher Ansprechpartner:
Dr. Dieter Franke, Tel. 0511-643-3235, dieter.franke@bgr.de
Referenzen:
• http://www.mantleplumes.org/...
• Franke, D., Neben, S., Ladage, S., Schreckenberger, B., Hinz, K. (2007). Margin segmentation and volcano-tectonic architecture along the volcanic margin off Argentina/Uruguay, South Atlantic, Marine Geology, Vol. 244/1-4, pp. 46-67, doi:10.1016/j.margeo.2007.06.009.
• Morgan, W. J., (1971.) Convection Plumes in the Lower Mantle. Nature Vol. 230
• Wilson, J.T., (1963). A possible origin of the Hawaiian Islands, Can. J. Phys., 41, pp. 863-870.
