Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was unter dem Yellowstone-Vulkan passiert

17.10.2019

Eine Studie aus dem Deutschen GeoForschungsZentrum gibt Aufschluss über die Vorgänge tief im Erdinneren. GFZ-Forscher Bernhard Steinberger und Kollegen aus den USA nutzen Modellierung, um den Ursprung des Supervulkans im Westen der USA besser zu verstehen.

Der Yellowstone-Nationalpark in den USA ist mit seinen Geysiren und heißen Quellen eine große Attraktion für Touristen. Inbesondere in nachrichtenarmen Zeiten richtet sich der mediale Fokus aber gerne auf den Supervulkan Yellowstone, der das letzte Mal vor rund 630.000 Jahren ausgebrochen ist.


Das sagen die Daten: Kraterreste (Kreise) und der Plume (links) sowie ein vertikaler Schnitt (Tomografie) rechts.

Steinberger et al.


Das sagt das Modell: Der "Mantel Plume" mit seinem Knick ist vor allem in tieferen Regionen gut abgebildet.

Steinberger et al.

Spätestens dann wird die Frage nach den zugrunde liegenden geologischen Strukturen gestellt. Eine aktuelle Studie von Bernhard Steinberger vom Deutschen GeoForschungsZentrum und Kollegen in den USA hilft, die Vorgänge im Erdinneren besser zu verstehen.

Die Arbeit erscheint demnächst im Fachjournal „Geochemistry, Geophysics, Geosystems“ der American Geophysical Union. Sie beruht auf der Modellierung des Erdmantels.

Demnach liegt unter dem Yellowstone-Vulkan ein so genannter Mantel Plume: eine schlot-ähnliche Struktur, die tausende Kilometer tief an die Grenze von Erdkern und Erdmantel reicht. Der Ursprung des Plumes liegt unter der „Baja California“, mehr als tausend Kilometer südwestlich des Nationalparks. Auswertungen von Erdbebenwellen hatten bereits so etwas vermuten lassen, aber die Vorstellung eines solchen „Mantel Plumes“ passte nicht zu der Bewegung der Lithosphärenplatten.

Klar ist, dass es sich beim Yellowstone um einen so genannten Intraplattenvulkan handelt. Die meisten Vulkane auf der Welt befinden sich an den Grenzen von Kontinentalplatten, entweder da, wo Material aus dem Erdinneren emporquillt wie am mittelatlantischen Rücken, oder da, wo eine Kontinentalplatte unter die andere abtaucht und schmilzt, wie es entlang der gesamten südamerikanischen Westküste der Fall ist.

Im Gegensatz zum Plattenrand-Vulkanismus geht der Intraplattenvulkanismus auf „Hotspots“ unter der Erdkruste zurück. Das kann man sich vorstellen wie einen Schweißbrenner, der von unten die Gesteinsplatte aufschmilzt – dort, wo quasi ein Loch durchgebrannt wird, erwächst ein Vulkan. Auf diese Weise entstand beispielsweise Hawaii.

Die seismischen Daten für Yellowstone lieferten allerdings lange Zeit kein klares Bild. Das hat sich durch neue Daten und verfeinerte Messmethoden geändert, wodurch der tiefere Teil des Plumes in einer tomographischen Aufnahme abgebildet werden konnte. Es blieben jedoch Lücken im oberen Mantel. Die Daten waren hier nicht so eindeutig. Diese Lücken füllt die Studie aus dem GFZ nun mit einem Modellierungsergebnis, das den Mantel Plume konsistent mit den Beobachtungsdaten abbildet.

Demnach gibt es Bewegungen des zähplastischen Gesteins im unteren Erdmantel, die sich relativ zur Oberfläche nach Südsüdwesten ziehen. Wie die Rauchfahne eines Dampfers zieht sich der Plume dadurch von der Baja California nach Nordnordosten zum Yellowstone Vulkan. Bernhard Steinberger: „Unsere Studie trägt zu einem besseren Verständnis des Intraplattenvulkanismus bei und stützt die Hypothese eines tiefen Mantel Plumes. Für die Risikoabschätzung des Yellowstone Vulkans hat das aber keinerlei Auswirkungen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Bernhard Steinberger
Sektion Geodynamic Modeling
GFZ German Research Centre for Geosciences
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Phone: +49 331 288-1881
Email: bernhard.steinberger@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:

B. Steinberger P.L. Nelson, S.P. Grand, W. Wang, 2019: “Yellowstone plume conduit tilt caused by large‐scale mantle flow”. Geochemistry, Geophysics, Geosystems; DOI: 10.1029/2019GC008490 (accepted and peer-reviewed version, not printed yet)

Weitere Informationen:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019GC008490 - (Link zur Studie)

Josef Zens | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Menschliche Aktivitäten verstärkten die globale Bodenerosion bereits vor 4.000 Jahren
29.10.2019 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Wieviel Methan kommt aus dem Ozean?
25.10.2019 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Gedächtniseffekt auf Einzelatom-Ebene

Eine internationale Forschungsgruppe hat an einem künstlichen Riesenatom neue Quanteneigenschaften beobachtet und ihre Ergebnisse nun im hochrangigen Fachjournal Nature Physics veröffentlicht. Das untersuchte Quantensystem weist offenbar ein Gedächtnis auf – eine neue Erkenntnis, die man für den Bau eines Quantencomputers nutzen könnte.

Die Forschergruppe aus deutschen, schwedischen und indischen Wissenschaftlern hat ein künstliches Quantensystem untersucht und dabei neue Eigenschaften...

Im Focus: A Memory Effect at Single-Atom Level

An international research group has observed new quantum properties on an artificial giant atom and has now published its results in the high-ranking journal Nature Physics. The quantum system under investigation apparently has a memory - a new finding that could be used to build a quantum computer.

The research group, consisting of German, Swedish and Indian scientists, has investigated an artificial quantum system and found new properties.

Im Focus: Shedding new light on the charging of lithium-ion batteries

Exposing cathodes to light decreases charge time by a factor of two in lithium-ion batteries.

Researchers at the U.S. Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory have reported a new mechanism to speed up the charging of lithium-ion...

Im Focus: Visible light and nanoparticle catalysts produce desirable bioactive molecules

Simple photochemical method takes advantage of quantum mechanics

Northwestern University chemists have used visible light and extremely tiny nanoparticles to quickly and simply make molecules that are of the same class as...

Im Focus: An amazingly simple recipe for nanometer-sized corundum

Almost everyone uses nanometer-sized alumina these days - this mineral, among others, constitutes the skeleton of modern catalytic converters in cars. Until now, the practical production of nanocorundum with a sufficiently high porosity has not been possible. The situation has changed radically with the presentation of a new method of nanocorundum production, developed as part of a German-Polish cooperation of scientists from Mülheim an der Ruhr and Cracow.

High temperatures and pressures, processes lasting for even dozens of days. Current methods of producing nanometer-sized alumina, a material of significant...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Herrenhausen Late: „It’s Laser-Time! Über die Vorzüge gebündelten Lichts“

04.11.2019 | Veranstaltungen

Zukunft HR - Die Online Fokus Herbstkonferenz 2019 vom 4. bis 8. November

01.11.2019 | Veranstaltungen

Für attraktive Arbeitswelten der Zukunft

31.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rastertunnelmikroskop zeigt Magnetismus in atomarer Auflösung

04.11.2019 | Physik Astronomie

Synthetische Phagen mit programmierbarer Spezifität

04.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Mit Gift der Kegelschnecken zur Schmerzlinderung

04.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics