Eins von Europas größten geologischen Rätseln ist gleichzeitig eine der spektakulärsten Landschaftsformen des Planeten. Über eine Entfernung von nur 15 Kilometern fällt der Boden 4000 Meter in die Tiefe ab, in einen verzweigten Canyon von mehr als 300 Kilometern Länge. Doch wie er einst entstand, war lange Zeit mysteriös. Die als »King's Trough« bezeichnete Struktur nämlich liegt unzugänglich mehrere Kilometer unter der Oberfläche des Nordatlantiks. Nun schlägt ein Team um Antje Dürkefälden vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel einen möglichen Entstehungsmechanismus vor. Die enorme Schlucht entstand demnach durch das Zusammenspiel kollidierender Platten mit einem tief wurzelnden vulkanischen Hotspot, so das Team in der Fachzeitschrift »Geochemistry, Geophysics, Geosystems«.

Tiefe Gräben und Schluchten gibt es am Meeresboden viele; die meisten entstehen dort, wo immer wieder Schlammströme die Schelfränder der Kontinente ausfräsen. Die tiefsten wiederum sind jene Tiefseegräben, in denen Erdplatten in den Erdmantel abtauchen. King's Trough jedoch liegt weit entfernt von solchen Vorgängen, und wie er sich bildete, ist deswegen seit Jahrzehnten umstritten. Um diese Frage zu klären, nutzte das Team um Dürkefälden hochauflösende Sonaraufnahmen sowie Gesteinsproben aus dem Canyon, die es 2020 bei einer Expedition des Forschungsschiffs »Meteor« gesammelt hatte.

Entscheidend für die Lösung des Rätsels ist jedoch der größere geologische Kontext des Canyons. Er bildet ein System aus mehreren parallelen Ästen, die sich in westnordwestlicher Richtung über den Boden des Atlantiks erstrecken, Tausend Kilometer vor der Küste Portugals. Er schneidet dort in ein großes vulkanisches Plateau, das sich um den Mittelatlantischen Rücken erstreckt – der nahe der Spitze des Canyons eine auffällig heiße Zone aufweist. Im Südwesten wiederum trifft Afrika auf Europa. Die Grenze zwischen diesen kollidierenden Erdplatten erstreckt sich in den Atlantik und trifft weit draußen bei den Azoren auf den Mittelatlantischen Rücken.

Diese Konstellation erweist sich auch als Schlüssel zur Entstehung des King's Trough. Der Canyon hat, wie die hochaufgelösten Daten zeigen, sehr steile Wände, die in versetzte Segmente aufgeteilt sind – typisch für einen Grabenbruch, der entsteht, wenn die Erdkruste gedehnt wird. Gleichzeitig zeigen die Gesteinsproben, dass das vulkanische Plateau vor rund 50 Millionen Jahren durch einen Mantelplume entstand, einen gigantischen Vulkanschlot, der bis in die Tiefen des Erdmantels hinabreicht.

Die chemische Zusammensetzung des Plateaus entspricht genau jener der Azoren, einer vulkanischen Inselgruppe einige Hundert Kilometer südwestlich. Sie wird ebenfalls von einem Mantelplume gespeist. Aus Sicht der Arbeitsgruppe ist damit klar, wie der King's Trough entstand. Vor rund 50 Millionen Jahren nämlich lag der heutige Azoren-Hotspot dort, wo noch heute der Mittelozeanische Rücken besonders heiß ist, und erzeugte das Vulkanplateau. Etwa zehn Millionen Jahre später sprang eine Plattengrenze, die damals vermutlich durch den Golf von Biskaya verlief, an diese Schwächezone. Im Zuge der Kollision zwischen Afrika und Eurasien rotierte die Iberische Mikroplatte – im Wesentlichen Spanien samt anhängendem Meeresboden – gegen den Uhrzeigersinn. Diese Bewegung dehnte den geschwächten Meeresboden so sehr, dass der tiefe King's Trough aufriss.

Erstaunlicherweise scheint der gleiche Prozess heute wieder abzulaufen. Die Fachleute weisen darauf hin, dass sich im Westen der Azoren eine ganz ähnliche Dehnungszone bildet: der Terceira-Graben. Diese Struktur verläuft nicht nur parallel zum King's Trough; die sich Richtung Gibraltar erstreckende Plattengrenze ähnelt stark der heute inaktiven Bruchzone, die sich vom Canyon zur Biskaya erstreckt. Doch ob auch dieser Riss durch die Azoren dereinst zum spektakulären Tiefseegraben wird, ist unklar. Denn niemand weiß, ob der Hotspot irgendwann weiterwandert – oder im aufreißenden Graben immer neue Vulkaninseln entstehen lässt.