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Geophysik: Plattentektonik komplexer als bisher angenommen

Die Prozesse, die sich an den Grenzen von Kontinentalplatten abspielen, sind offenbar komplexer als bisher gedacht. Untersuchungen einer internationalen Forschergruppe vor der Küste Mittelamerikas zeigen, dass es beim Abtauchen des Meeresbodens unter den amerikanischen Kontinent nicht nur zu Fließbewegungen quer zur Küste kommt, sondern auch parallel zum aktiven Vulkanbogen entlang des Kontinents. Damit müssten bisherige geologische Modelle überarbeitet werden.

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Untersuchungsgebiet | Karte der Arbeitsgebietes in Mittelamerika
Wo Erdplatten aneinander stoßen, kommt es häufig zu großen Erdbeben und Vulkaneruptionen. Besonders ausgeprägt sind diese Zonen rund um den Pazifik, wo sich vor der Küste meist ein Tiefseegraben befindet, an dem die schwerere ozeanische Platte unter die leichtere kontinentale abtaucht. Das dabei in großer Tiefe freigesetzte Wasser führt zum teilweisen Schmelzen des überlagernden Erdmantels und zur Bildung von Vulkanketten an der Erdoberfläche parallel zur Küste. Kaj Hoernle vom IFM-Geomar an der Universität Kiel und seine Kollegen hatten die Prozesse beim Abtauchen einer solchen Platte in der Subduktionszone Mittelamerikas entlang der pazifischen Küste von Nicaragua bis Costa Rica genauer untersucht.

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Probenahme | Beprobung eines aktiven Lavaflusses
Im Rahmen mehrerer Expeditionen hatten die Forscher die Zusammensetzung und das Alter der Vulkangesteine wie auch die seismischen Eigenschaften des Untergrunds erfasst. Dabei waren sie auf Isotopen-Signaturen gestoßen, die typisch für die Region um Galapagos sind. Demnach musste es im Erdmantel auch einen nordwest-gerichteten Strömungsfluss geben, der nicht parallel zu den Plattenbewegungen, sondern parallel zur Küste stattfindet. Dieser lässt sich sogar quantifizieren: "Die ozeanische Platte wandert etwa mit 85 Millimeter pro Jahr auf die Küste zu, die Querströmung des Erdmantels liegt mit geschätzten 60 bis 190 Millimeter pro Jahr in der gleichen Größenordnung", erklärt Hoernle.

Bisher wurde eine solche Parallelbewegung weltweit in Modellen von Subduktionszonen nicht berücksichtigt. Für die Abschätzung der Schmelzprozesse und Gasgehalte der Laven sei dies aber wichtig, denn es trage zum globalen Verständnis der großräumigen Transportmechanismen von Materialien in Subduktionszonen bei. Außerdem unterstützen die neuen Erkenntnisse die Abschätzung, welche Mengen an klimarelevanten vulkanischen Gase zur Erdoberfläche und weiter in die Atmosphäre gelangen. "Weiterhin können die neuen Modelle helfen, die Risiken von Naturgefahren in Subduktionszonen besser bewerten zu können. Hier erleben wir nämlich die größten und gefährlichsten Vulkaneruptionen und Erdbeben", ergänzt Hoernle.
29.01.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 29.01.2008

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  • Quellen
Nature 10.1038/nature06550 (2008), Abstract

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