Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Knick in der Tektonik - Wie Hawaii um die Ecke gebracht wurde

03.04.2009
Wie Perlen reihen sich mehr als 80 unterseeische Vulkane und eine Vielzahl von Inseln entlang der Hawaii-Emperor-Kette. Ein deutlicher Knick in der Mitte ist der einzige Schönheitsfehler.

Lange wurde diese Besonderheit mit einem Richtungswechsel der Pazifischen Kontinentalplatte bei ihrer Wanderung über einen stationären Hotspot - also einen scheinbar ortsfesten Vulkan im Erdinneren - erklärt.

Nach den Ergebnissen eines internationalen Forscherteams, dem auch der LMU-Geophysiker Professor Hans-Peter Bunge angehört, war der für die Hawaii-Emperor-Kette verantwortliche Hotspot aber nicht fixiert, sondern bewegte sich deutlich nach Süden. Vor fast 50 Millionen Jahren blieb er schließlich stehen, während sich die Pazifische Platte auch weiterhin gleichmäßig voranschob - was in Kombination den markanten Knick erzeugte.

Die Bewegungen von Hotspots beruhen auf Zirkulationen im Erdmantel. "Diese Vorgänge sind nicht nur von akademischen Interesse", betont Bunge. "Mantelzirkulationsmodelle helfen, die Kräfte zu verstehen, die auf tektonische Platten wirken. Das ist wiederum essentiell für die Einschätzung der Stressentwicklung an großen tektonischen Verwerfungen, also der Quelle vieler großer Erdbeben." (Science, 3. April 2009)

Der ausgeprägte Knick in der Spur der rund 5.000 Kilometer langen Hawaii-Emperor-Kette ist eine der markantesten topografischen Erscheinungen auf der Erde und ein bestimmendes Merkmal bei Darstellungen des pazifischen Meeresbodens. Lange wurde die Entstehung der Hawaii-Emperor-Kette mit einer 80 Millionen Jahre dauernden Wanderung der Pazifischen Kontinentalplatte über einen Hotspot hinweg erklärt. Hotspots sind tief im Erdinneren verwurzelte Vulkanen, aus denen konstant heißes Material an die Oberfläche drängt. Der Knick sei nach diesem veralteten Szenario entstanden, als die Pazifische Kontinentalplatte relativ abrupt ihre Richtung änderte.

In den letzten 30 Jahren haben sich Geophysiker auch bei der Definition eines globalen Referenzsystems für Plattentektonik auf die scheinbar unveränderliche Lage der Hotspots im Erdmantel verlassen. Doch jüngere Untersuchungen ließen vermuten, dass Hotspots weniger ortsfest sind als bislang angenommen. Ein internationales Forscherteam, dem auch Professor Hans-Peter Bunge vom Department für Geo- und Umweltwissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München angehört, untersuchte nun die Hinweise auf eine deutliche Eigenbewegung der unterirdischen Vulkane - und kann diese nun bestätigen.

"Auch paläomagnetische Beobachtungen legen nahe, dass der Knick der Hawaii-Emperor-Kette keine Folge einer Änderung in der Relativbewegung der Pazifischen Platte ist", so Bunge. "Im Gegenteil, es scheint, als hätte sich der Hotspot zwischen 80 und 40 Millionen Jahren einer stark südwärts gerichteten Eigenbewegung unterzogen, bevor er zu einem kompletten Halt kam." Wird die Spur des Hotspots für diese Eigenbewegung korrigiert, so ergibt sich eine über die letzten 80 Millionen Jahre weitgehend konstante Bewegung der pazifischen Platte. In Kombination mit dem langsamer werdenden Hotspot entstand schließlich der Knick.

Treibende Kraft einer Wanderung der Hotspots ist die Zirkulation von Materie unter der Oberfläche unseres Planeten. "Das Erdinnere ist in konstanter Bewegung", berichtet Bunge. "Über geologische Zeiträume hinweg ist diese Bwegung den Wettermustern unserer Atmosphäre vergleichbar. Diese Muster können leicht zu einer Lageänderung von Hotspots führen. Numerische Simulationen der globalen Zirkulation im Erdmantel erlauben uns heute diese Bewegung in nie zuvor gekanntem Detail nachzuvollziehen."

Die neuen Daten sollen nun auch in Modelle zur Mantelzirkulation einfließen. Denn diese Berechnungen helfen bei der Erklärung der antreibenden und bremsenden Kräfte, die auf tektonische Platten wirken. "Und diese Kräfte müssen wir verstehen, weil sie essentiell sind für die Einschätzung der Stressentwicklung an großen tektonischen Verwerfungen - also der Quelle für viele große Erdbeben auf unserem Planeten", sagt Bunge. Die daraus folgenden Erkenntnisse werden den Wissenschaftlern ermöglichen, ihre Computermodelle zu verbessern, indem sie die Berchnungen anhand von Beobachtungen überprüfen. (hp/suwe)

Weiterführende Informationen zu den Kalkulationen finden Sie unter http://www.earthmodels.eu.

Publikation:
"The Bent Hawaiian-Emperor Hotspot Track: Inheriting the Mantle Wind",
John Tarduno, Hans-Peter Bunge, Norm Sleep, Ulrich Hansen,
Science, 3. April 2009
Ansprechpartner:
Professor Hans-Peter Bunge
Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 4225
Fax: 089 / 2180 - 4205
E-Mail: hans-peter.bunge@geophysik.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.earthmodels.eu
http://www.geophysik.uni-muenchen.de/Members/bunge
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise