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Meeresboden reloaded

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 26.06.2008 10:26

Während an den Mittelozeanischen Rücken Erdplatten ständig nachwachsen, wird an den Subduktionszonen der Erde großflächig Ozeangrund verschluckt. Die dabei mit in die Tiefe gerissenen Meeresablagerungen kehren durch aktive Vulkane an die Oberfläche zurück und verleihen Laven ganz unterschiedliche chemische Geschmacksrichtungen.

Die Spreizungszonen der ozeanischen Kruste waren das Ziel der Reise, die Prof. Harald Strauß von der Universität Münster im Rahmen der GEOTECHNOLOGIEN-Ausstellung "Unruhige Erde" im Dezember letzten Jahres seinen Zuhörern bot. Der Vortrag führte geradewegs zu den Mittelozeanischen Rücken (MOR), an deren weltumspannenden Bruchkanten neuer Meeresboden gebildet wird. Eine faszinierende Welt voller exotischer Lebensformen, die Strauss nicht nur mündlich vor den Ausstellungsbesuchern ausbreitete, sondern auch anhand von Videoaufnahmen, die Tauchroboter in der düsteren Unterseewelt gedreht hatten.

Eine Frage, die den Besuchern beim Betrachten dieser riesigen "Aufbereitungsanlage" für Erdkruste wohl öfters in den Sinn gekommen sein dürfte: Wenn an den MOR ständig neuer Boden nachwächst, wohin verschwindet dann der alte? Die Antwort findet man ebenfalls rund um den Globus, und zwar an den so genannten Subduktionszonen. Hier schieben sich die wandernden Erdplatten gegen- bzw. übereinander. Die jeweils schwerere Platte taucht unter die leichtere und in die Tiefen des Erdmantels hinab. Wie bei allen tektonischen Bewegungen ein zwar langsamer, dafür aber recht energiereicher Prozess, der mitunter zu Erdbeben und gewaltigen Tsunamis führen kann - so geschehen am 2. Weihnachtstag 2004 vor der Westküste Sumatras oder aktuell im November 2006 im nordjapanischen Meer.

Wie weiland die Forscher in Jules Vernes Geo-Abenteuer wandern die Sedimente zuerst in die Tiefe und steigen am Ende ihrer Reise durch die Schlote aktiver Vulkane wieder an die Erdoberfläche empor.

Quasi huckepack mit den Erdplatten tauchen auch die auf ihnen lagernden Schichten wasserhaltiger Meeressedimente hinab in den zähen Mantel. Was aber dann mit ihnen geschieht und auf welche Weise sie an den Stoffkreisläufen unseres Planeten teilnehmen, darüber waren sich die Experten bisher noch uneinig. Eine Studie unter Federführung Kieler Meeresforscher könnte nun Licht ins Dunkel um den Verbleib der Meeresablagerungen bringen. Sollte man eine einfache Analogie zu den Ergebnissen von Svend Duggen und seinem Team vom IFM-GEOMAR nennen, es wäre sicherlich die "Reise zum Mittelpunkt der Erde". Wie weiland die Forscher in Jules Vernes Geo-Abenteuer wandern die Sedimente zuerst in die Tiefe und steigen am Ende ihrer Reise durch die Schlote aktiver Vulkane - wie sie gehäuft an den Rinnen der Subduktionszonen anzutreffen sind - wieder an die Erdoberfläche empor. Zwar nicht in ihrer ursprünglichen Form, wohl aber als chemische Beimischung vulkanischer Lava. Dabei wandelt sich die Geochemie des Gesteinsbreis in Abhängigkeit der Lage der aktiven Vulkane innerhalb der Subduktionszonen. Dieses Phänomen war schon länger bekannt, durch Untersuchungen von Vulkangestein aus Kamtschatka liefern die Kieler Wissenschaftler nun allerdings stichhaltige Beweise für eine mögliche Erklärung: dem "thermischen Recycling" von Sedimenten durch das Aufschmelzen in größeren Tiefen des Erdmantels.

Während die Sedimente nämlich abtauchen, werden sie je nach Temperatur unterschiedlich wiederaufbereitet. Zunächst entwässern die Ablagerungen und setzen flüssigkeitsähnliche Fluide frei. Die Sedimentpakete werden regelrecht zusammengestaucht und verlieren dabei die im Porenraum gespeicherten Fluide. Bei Tiefen von über 100 - 120 Kilometern werden dann Temperaturen erreicht, bei denen Sedimente gänzlich aufgeschmolzen werden und dabei andere chemische Elemente als in Folge der Entwässerung liefern - ein Unterschied, der sich in der wechselnden Chemie der Laven weiter oben liegender Vulkane widerspiegelt. Je weiter der Feuerberg von der Rinne der Subduktionszone entfernt ist, desto heißer sind die Regionen der Plattengrenze, aus denen die chemischen Elemente der Lava stammen und desto wahrscheinlicher ist es, dass die Elemente aus aufgeschmolzenen statt aus entwässerten Meeressedimenten mobilisiert wurden.

Die neuen Erkenntnisse von Duggen und seinen Kollegen gewähren nicht nur einen genaueren Einblick in das "thermische Recycling" innerhalb der Subduktionszonen, sondern eventuell auch ein besseres Verständnis der an sie gekoppelten Naturgefahren wie Vulkanismus und Erdbeben.

TM, iserundschmidt 01/2007


Weitere Informationen zum Thema finden Sie hier.

Eindrücke von den eingangs erwähnten Mittelozeanischen Rücken finden Sie hier.

Verweise
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