Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Beweise für riesige Vulkanausbrüche am Meeresboden gefunden

06.04.2016

Kieler Meeresforscher wenden neue Methode zur Altersbestimmung von Lavaflüssen am Kolbeinsey Rücken an

Um die Entstehungsgeschichte der Erdkruste besser zu verstehen, haben Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel eine neue Methode angewandt und damit Lavaflüsse am nördlichen Kolbeinsey Rücken, etwa 500 Kilometer von Island, datiert. Dabei fanden sie Beweise für riesige Vulkaneruptionen in der Tiefsee, die möglicherweise fast die Hälfte der Erdkruste geformt haben. Die Studie wurde in der internationalen Fachzeitschrift Earth and Planetery Science Letters veröffentlicht.


3-D Darstellung des Mittelatlantischen Rückens im Bereich der Kolbeinsey Ridge.

Quelle: GEOMAR


FS POSEIDON im Hafen von Akureyri, Island

Quelle: GEOMAR

Die Eruptionen der isländischen Vulkane Eyjafallajokull und Bardabunga haben uns mit eindrucksvollen Bildern ihre Aktivität vor Augen geführt. Da Island ein Teil des Mittelatlantischen Rückens ist, zeigen diese Ausbrüche auch, wie ständig Material zur Bildung neuer Erdkruste an den mittelozeanischen Rücken produziert wird.

Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen in einer Studie, die nun in der internationalen Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Lettters veröffentlicht wurde, dass in der Erdgeschichte weitaus größere Eruptionen stattgefunden haben, die wahrscheinlich für die Bildung von fast der Hälfte der Erdoberfläche verantwortlich sind. Schwerpunkt der Studie bilden die mittelozeanischen Rücken, wo, tausende Meter unter der Wasseroberfläche, durch vulkanische Eruptionen an divergenten Plattengrenzen ständig neue Kruste gebildet wird.

„Etwa 70% der Erdoberfläche wurde durch vulkanische Eruptionen an mittelozeanischen Rücken erzeugt. Durch Druckentlastung im Mantel unterhalb des Rückens entstehen Schmelzen, die zum Meeresboden hinaufsteigen und dort ausbrechen. Wir versuchen mit unseren Studien die fundamentalen Prozesse zu verstehen, die unseren Planeten geprägt haben“, sagt Dr. Isobel Yeo, Erstautorin der Studie.

„Die tektonischen Platten bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, meistens treiben sie langsam auseinander. Dort kann die Lava nicht so einfach zum Meeresboden aufsteigen. Wir haben zwar einige gute Abschätzungen und Hypothesen wie der Prozess funktioniert, aber gesicherte Informationen über die Frequenz und die Größe der Eruptionen, die weltweit unter den Ozeanen stattfinden, gibt es nicht“, so Yeo weiter.

Mit Hilfe einer neuen Methode, die am GEOMAR entwickelt wurde, ist es den Wissenschaftlern nun gelungen bei der Erkundung junger Lavaströme diese auch gleichzeitig zu datieren. Dabei stellte sich an einem Abschnitte des Mittelatlantischen Rückens nördlich von Island heraus, dass es Zeiten mit sehr großen vulkanischen Eruptionen gegeben hat.

Die neue Methode, bei der das autonome Unterwasserfahrzeug (AUV) ABYSS des GEOMAR zum Einsatz kommt, verwendet akustische Daten des Meeresbodens, die von dem Unterwasserroboter gesammelt werden, sowie Sedimentkerne, die aus der näheren Umgebung stammen. So kann der jüngere Meeresboden ohne größere Zerstörungen untersucht und datiert werden.

Angewendet wurde die neue Methode zum ersten Mal auf der Expedition POS436 mit dem deutschen Forschungsschiff POSEIDON an einem Abschnitt des Mittelatlantischen Rückens nördlich von Island, dem sogenannten nördlichen Kolbeinsey Rücken. Dort konnten Wissenschaftler nachweisen, dass es dort wiederholt zu größeren vulkanischen Eruptionen gekommen ist, die Zehntausende von Jahren andauerten.

„In der Vergangenheit haben wir das AUV vornehmlich zur Kartierung des Meeresbodens genutzt, jetzt können wir es auch zur Altersbestimmung von jüngeren Lavaströmen einsetzen“, so Dr. Yeo.
Mit den Daten konnte nicht nur die genaue Position des mittelozeanischen Rückens in dieser Region genau bestimmt werden, sondern es zeigte sich auch, dass die 18 Lavaströme, die dort in den letzten Tausenden von Jahren identifiziert wurden, nicht ausreichend waren, um die Menge an neuer Kruste, die für die Plattenseparation notwendig wäre, zu generieren.

„Die Menge an Lava, die wir gefunden haben, ist nicht ausreichend, um in dieser Region eine Kruste mit einer durchschnittlichen Dicke von sieben bis zehn Kilometern aufzubauen“, sagt Dr. Yeo. Insbesondere während der letzten 8.000 Jahre haben wir mindestens 5.000 Jahre ohne jegliche vulkanische Eruption gefunden und was in dem verbleibenden Zeitraum aufgebaut wurde, ist nicht ausreichend. Dies bedeutet, das es Zeiträume mit sehr viel stärkerer vulkanischer Aktivität gegeben haben muss, sehr wahrscheinlich mit Volumina, die zehnmal so groß waren, wie die letzten Eruptionen auf Island.

Ein großer Teil der mittelozeanischen Rückensysteme ist bisher nicht kartiert und bislang wurden nur sehr wenige Detailstudien durchgeführt. Auch dadurch kommt den Ergebnissen, die mit der neuen Methode erzielt wurden, eine besondere Bedeutung für zukünftige Untersuchungen zu. „Sie ermöglicht uns eine nahezu sofortige Datierung schon während einer Expedition im Gegensatz zu traditionellen Verfahren, die später an Land durchgeführt werden.

Durch die rasche Verfügbarkeit der Datierungsdaten, die gute räumliche Abdeckung sowie die gemeinsame Probennahme und visuelle Beobachtungen kann die Datengewinnung maximiert werden, sodass wiederholte Forschungsfahrten reduziert werden können. Das kann viele 10.000 Euro sparen. Ferner wird keine zusätzliche Ausrüstung zur Erkundung des zum Teil biologisch sehr empfindlichen Meeresbodens benötigt“, so Dr. Yeo.

Auf einer für Juli 2016 geplanten Expedition soll das Gebiet weiter erkundet werden. „Auf dieser Ausfahrt werden wir ein neues Kamerasystem einsetzen, dass von Dr. Tom Kwasnitchka am GEOMAR entwickelt wurde. Mit dessen Hilfe und dem ferngesteuerten Tiefseeroboter PHOCA soll die neue Datierungsmethode weiter verbessert und gleichzeitig Proben für geochemische Analysen der kartierten Lavaflüsse gewonnen werden“, kündigt Dr. Yeo an.

Originalarbeit:
Yeo, I.A., C. W. Devey, T. P. LeBas, N. Augustin, A. Steinführer (2016): Segment-scale volcanic episodicity: Evidence from the North Kolbeinsey Ridge, Atlantic. Earth and Planetary Science Letters, 439, 81–87, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2016.01.029

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Erdkruste Eruptionen GEOMAR Kruste Meeresboden Ozeanforschung Vulkanausbrüche

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät
21.09.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie