Kiel - Den Vulkanismus auf der Erde zu verstehen ist nicht nur wichtig, um die Auswirkungen von Naturkatastrophen zu begrenzen. Vulkanische Eruptionen haben auch einen großen Einfluss auf das Klima und die Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten. Doch viele Details in der Geschichte des Vulkanismus sind noch unbekannt.
Forschern des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel ist es gemeinsam mit einem internationalen Team erstmals gelungen, die Entwicklung der Galapagos-Vulkane in einem Zeitfenster zwischen acht und 16 Millionen Jahre vor heute nachzuvollziehen. Dabei stießen sie auf mehrere Überraschungen, wie sie jetzt in der internationalen Fachzeitschrift "Geology" berichten.
Bohrungen vor Costa Rica
Grundlage der Untersuchungen bilden Bohrkerne aus dem Cocos-Rücken am Grund des Ostpazifiks. Im Frühjahr 2011 und Herbst 2012 wurden sie im Rahmen des Integrated Ocean Drilling Program (IODP) etwa 50 Kilometer vor der Küste von Costa Rica gewonnen. "Alleine aus der Epoche des Miozäns, also die Zeit 16,5 und 8 Millionen Jahre vor heute, konnten wir in den Kernen 67 Aschelagen von Vulkanausbrüchen identifizieren", berichtet Julie Schindlbeck, Erstautorin der Studie. Anhand von geochemischen und vulkanologischen Analysen konnten die Forscher die Aschen dem 1200 Kilometer entfernten Galapagos-Hotspot zuweisen.
"Die heutigen Galapagos-Inseln sind aber nur etwa vier Millionen Jahre alt, die älteren Inseln sind längst versunken", sagt Steffen Kutterolf. Spuren von Ausbrüchen im Miozän könnten also nur am Meeresboden gefunden werden. Das sei entsprechend aufwendig, deshalb sei dieser Fund äußerst wertvoll.
Plinianische Eruptionen
Aufgrund der Bewegung der Erdplatten sei die Entfernung zwischen Fundstelle und dem Galapagos-Hotspot während des Miozäns allerdings geringer gewesen: Sie habe zwischen 50 und 450 Kilometern betragen. Doch auch diese geringeren Distanzen belegen noch, dass die Eruptionen hochexplosiv waren. "Es muss sich um sogenannte plinianische Ausbrüche gehandelt haben, sonst wäre die Asche nicht so weit entfernt wieder abgelagert worden. Dies ist somit der erste Nachweis für so starke vulkanische Ereignisse am Galapagos-Hotspot während des Miozäns", so Schindlbeck.
Ein weiteres interessantes Ergebnis der Analysen: Vor etwa 14 Millionen Jahre wurde der vulkanische Galapagos-Hotspot deutlich aktiver. "Die Zahl der Eruptionen nahm zu. Wahrscheinlich wurde am Hotspot also mehr Magma produziert", so die Forscherin. "Wir vermuten, dass die nahe gelegene Bruchzone zwischen der Nazca- und der Cocosplatte den Hotspot beeinflusste." Darauf deuteten auch frühere Studien hin.
Die aktuelle Studie wirft aber auch neue Fragen auf: Die Zusammensetzung der analysierten Aschelagen weist darauf hin, dass sie überwiegend von basaltischen Magmen stammen. "Vulkane mit basaltischem Magma bilden bei regelmäßiger Aktivität Lavaströme, aber es kommt nicht zu großen Explosionen", sagt Kutterolf. "Warum es trotz dieser basaltischen Magmen offensichtlich doch zu kräftigen Explosionen kam, müsse erst erforscht werden. (red, 7.6.2015)