Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Überraschung am Lava-Plateau

09.02.2017

Was spielt sich im Erdinneren ab, wenn sich Vulkane bilden und Erdplatten bewegen? Um diese Fragen zu beantworten, ist die Forschung auf Spuren der Prozesse auf der Erdoberfläche angewiesen. Doch ihre Auswertung ist sehr kompliziert. Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel konnten jetzt nachweisen, dass die bisher gültige Zuordnung einiger Gesteinstypen zu bestimmten Formen des Vulkanismus nicht eindeutig ist. Die Studie erscheint heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications.

Der französische Romanautor Jules Verne war ein Visionär. Doch in einer seiner Geschichten lag er weit daneben. Eine „Reise zum Mittelpunkt der Erde“ ist und bleibt unmöglich. Aus wissenschaftlicher Sicht ist das ein Problem, denn tief im Erdinneren verbergen sich die Ursachen von Erdplattenbewegungen und Vulkanausbrüchen.


Das Manihiki-Plateau liegt nordöstlich der Pazifikstaaten Fidschi und Samoa. Image reproduced from the GEBCO world map 2014, www.gebco.net


In den Jahren 2007 und 2012 führten Expeditionen mit dem Forschungsschiff SONNE zum Manihiki-Plateau. Foto: Bernd Grundmann/GEOMAR

Wenn Forscherinnen und Forscher wissen wollen, warum sich Erdplatten wie verschieben, oder wann große vulkanische Ereignisse die Erde heimsuchten, dann müssen sie Spuren dieser Ereignisse an der Erdoberfläche finden, analysieren und schließlich mit Hilfe der Ergebnisse Rückschlüsse auf Vorgänge in hunderten Kilometern Tiefe ziehen. Oft erweisen sich die Zusammenhänge bei näherem Hinsehen dann als komplizierter als zunächst gedacht.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel veröffentlicht jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications eine Studie, die zeigt, dass bestimmte Gesteine, die bisher ausschließlich an sogenannten Subduktionszonen gefunden worden sind, auch in einem anderen tektonischen Zusammenhang mit ähnlicher Zusammensetzung auftreten können. „In Zukunft müssen wir bei der Zuordnung von bestimmten Gesteinen also vorsichtiger sein“, erklärt Erstautor Roman Golowin vom GEOMAR.

Der Begriff Subduktionszonen beschreibt die Grenze zwischen zwei Erdplatten, bei der die eine Erdplatte unter die andere geschoben wird. Dieser Vorgang kann nicht nur zu starken Erdbeben führen. Auf der oben liegenden Platte bilden sich zusätzlich immer Vulkane. Umstritten ist aber noch, wie lange es diesen Prozess auf der Erde schon gibt und wie sich Subduktionszonen genau bilden.

Eine zweite Art von Vulkanismus tritt dagegen mitten in Erdplatten auf. Die gängigen Theorien gehen davon aus, dass dort besonders viel heißes Material des Erdmantels in Form von Mantel-Plumes aus dem Inneren des Erdmantels in Richtung Erdoberfläche transportiert wird. Das Aufschmelzen von aufsteigenden Mantel-Plumes führt hierbei zu vulkanischer Aktivität auf der Erdkruste.

Im Laufe der Erdgeschichte muss es mehrere gewaltige vulkanische Ereignisse der zweiten Art gegeben haben, die kilometerdicke Plateaus aus Lava innerhalb weniger Millionen Jahre gebildet haben. „Diese Plateaus nennt man Flutbasaltprovinzen“, erklärt Koautor Prof. Dr. Kaj Hoernle vom GEOMAR. Eine davon ist das Manihiki-Plateau nördlich von Neuseeland im Westpazifik. Im Jahr 2007 und 2012 führten Expeditionen von Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mit dem Forschungsschiff SONNE in das Gebiet. Ziel war es den genauen Aufbau, die Zusammensetzung und den zeitlichen Ablauf dieser gewaltigen vulkanischen Ereignisse zu rekonstruieren.

Die jetzt in Nature Communications veröffentlichte Studie beruht auf der Analyse von Gesteinsproben, die während dieser Expeditionen vom Meeresboden gewonnen werden konnten. Einige Gesteine vom Manihiki-Plateau weisen eine ähnliche Zusammensetzung auf, wie man sie eigentlich nur an Subduktionszonen erwartet.

„Je nachdem welche Mantelquelle unter welchen Bedingungen, zum Beispiel in Kontakt mit Wasser oder unter hohen Temperaturen schmilzt, wird eine charakteristische Signatur verschiedener Elemente mit unterschiedlichen Anreicherungen in den Lavaablagerungen an der Oberfläche erzeugt“, erklärt Zweitautor Dr. Maxim Portnyagin vom GEOMAR die Analysen der Geologen.

Dass nun aber Gesteine, die so ähnlich als typische Spuren für das Entstehen von Subduktionszonen galten, an einer Flutbasaltprovinz gefunden wurden, deren Entstehung eindeutig auf Mantel-Plume-bezogene Prozesse zurückzuführen ist, hat zwei Konsequenzen. „Einmal müssen wir unsere Vorstellungen überdenken, wir sich die großen Lavaplateaus gebildet haben“, erklärt Roman Golowin, „andererseits müssen wir in Zukunft auch vorsichtiger sein bei der Zuordnung von vulkanischen Spuren auf der Suche nach vergangenen Subduktionszonen und der plattentektonischen Rekonstruktionen in der Erdgeschichte. Weitere Analysen in vergleichbaren Regionen der Erde bringen uns hoffentlich weiter auf die Spur der Prozesse im Erdinneren“.

Hinweis:
Die Expedition SO255 wurde gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Projekts Manihiki II.

Originalarbeit:
Golowin, R., M. Portnyagin, K. Hoernle. F. Hauff, A. Gurenko, D. Garbe-Schönberg, R. Werner, S. Turner (2017): Boninite-like intraplate magmas from Manihiki Plateau require ultra-depleted and enriched source components. Nature Communications, http://dx.doi.org/10.1038/ncomms14322

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon
22.11.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Klimawandel begünstigt Methanfreisetzung aus Gewässern
22.11.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften