Geologie, Fotografie und Musik

Seamounts, Hot Spots und Vulkanfelder 

Eine lange Zeit stellte der Vulkanismus innerhalb einer Platte einen Widerspruch zur Theorie der Plattentektonik dar, da der Vulkanismus nicht an einer Plattengrenze auftritt. Dieser Widerspruch wurde durch die Erkenntnis, dass Inselketten wie Hawaii und die Kanarischen Inseln mit zunehmender Entfernung von der vulkanisch aktivsten Insel älter werden, geklärt. Aus diesen Beobachtungen entwickelte Wilson 1963 seine Hot-Spot-Hypothese. Danach sitzt unter den Intraplattenvulkanen ein stationärer heißer Fleck, der die Kruste aufschmilzt. Die Kruste wandert also über diesen Hot Spot und Vulkane entstehen auf der Kruste. Bewegt sich die Platte aber weiter, erlischt der bisherige Vulkan und ein neuer entsteht. 1972 erweiterte Morgen diese Theorie und definierte Hot Spots als heiße Stellen über Strömen, die ihren Ursprung an der Grenze zwischen dem Mantel und dem Kern haben. Morgen nannte diese Ströme mantle plumes mit einem Durchmesser von 100 bis 150 km. Die mantle plumes können auch ein Auseinanderbrechen der Kruste bewirken und als Antrieb der Plattentektonik fungieren. 

Ozeanische Intraplattenvulkane

Seamounts

Seamounts werden diejenigen submarinen Vulkane genannt, die nicht über den Meeresspiegel hinauswachsen. Diese Vulkane sind nicht produktiv genug um der Erosion stand zu halten. Es gibt im Vergleich zu produktiveren Vulkanen eine riesige Zahl von Seamounts. Diese Art des Vulkanismus ist die häufigste auf der Erde. Die Seamounts entstehen meistens in den Mittelozeanischen Rücken in einer Tiefe von 2000 bis 4000 Metern und 5 bis 15 km von dem zentralen Rücken entfernt. Die Laven der Seamounts sind meist tholeiitischer Zusammensetzung, je weiter sie sich von den Mittelozeanischen Rücken entfernen desto alkalischer werden die Magmen.

Vulkaninseln

Viele Vulkaninseln wie Hawaii, die Kanaren, Madeira, Tahiti, die Osterinseln, Galapagos, Réunion sind beliebte Reiseziele.

Die Vulkaninseln sind gewaltig, denn sie erheben sich bis zu 4000 Meter (Mauna Loa, Mauna Kea) aus dem Meer. Doch was man über dem Meeresspiegel sieht, ist nur einer geringer Teil der Inseln, denn 90 % ihres Volumens befindet sich im Meer. „Vom Meeresboden aus gerechnet sind Mauna Loa und Mauna Kea die höchsten Berge der Erde.“ Der Grund für dieses Höhenwachstum ist, dass diese Vulkaninseln auf einem Sockel sitzen.

Die meisten Vulkaninseln, ausgenommen Island und Mauna Loa, haben ein Volumen von 20 000 bis 60 000 km3.

Beispiel Hawaii

Die meisten Hot-Spot Vulkane finden sich in den Ozeanen. Dies ist wahrscheinlich dadurch zu erklären, dass die Kruste der Ozeane dünner als die kontinentale ist, und deshalb leichter von den Magmen durchdrungen wird.

Die aktivste und am besten untersuchte Vulkankette des Pazifiks ist Hawaii. Deshalb wird Hawaii als Beispiel für den ozeanischen Intraplattenvulkanismus genommen.

Wie oben schon erwähnt werden die Hawaii Inseln zur vulkanisch aktivsten jünger. Die älteren Inseln sind von Erosion abgetragen und dadurch flacher oder ragen nicht mehr über den Meeresspiegel hinaus. Die älteste Insel der Hawaii-Kette Midway liegt 2500 km nordwestlich von Big Island und diese erkennt man nur noch an einem Korallenatoll, das sich über dem versunkenen Vulkankrater gebildet hat. Durch radiometrische Altersbestimmungen der vulkanischen Gesteine auf den Hawaii-Inseln wurde herausgefunden, dass die Gesteine auf Big Island jünger als eine Million Jahre sind, die Gesteine auf Oahu zwei bis drei Millionen Jahre und die Lavaströme auf Kauai ungefähr fünf Millionen Jahre alt sind. Nach der Hot-Spot-Hypothese Wilsons kann aus dem Alter der Gesteine auf den Hawaii-Inseln und der Geschwindigkeit der Pazifischen Platte, welche durch magnetische Untersuchungen bekannt ist, die heutige Entfernung zu Big Island berechnet werden. Die Pazifische Platte bewegt sich laut diesen Untersuchungen mit 10 cm pro Jahr nach Nordwesten. Daraus kann eine Entfernung von 500 bis 600 km zu Big Island berechnet werden. Tatsächlich liegt Kauai heute 560 km von Big Island entfernt. Das ist ein Beweis für die Hypothese Wilsons.

Daher lässt sich auch voraussagen, dass sich südöstlich von Big Island neue Inseln aufbauen werden. Schon heute kann ein Seamount in einer Entfernung von 28 km beobachtet werden. Dieser Loihi genannte Seamount liegt 970 Meter unter NN, dort wurden zwei Krater, sehr junge Pillowlaven und Quellen mit CO2-Ausstoß entdeckt.

Die drei bedeutendsten Seamount- und Vulkanketten im Pazifik, die Hawaii-Emperor-Kette, die Tuamoto-Inseln und die Gilbert-Marshall-Inseln, zeigen systematische Altersabfolgen, eine ähnlich Wanderungsgeschwindigkeit und eine Richtungsänderung, die bei allen vor 42 Millionen Jahren stattfand. Die Bewegungsrichtung der Pazifischen Platte hat sich also vor 42 Millionen Jahren geändert.

Inzwischen wird die Ortsfestigkeit der mantle plumes immer öfter in Frage gestellt, denn außerhalb des Pazifiks sind solch zutreffende Beispiel wie oben genannt selten.

Kontinentale Intraplattenvulkane

Beispiele für Intraplattenvulkane auf Kontinenten sind in Europa die Eifel und der Oberrheingraben. Auf anderen Kontinenten gibt es das Yellowstone-Plateau, den Ostafrikanischen Graben, das Hochgebiet von Ostaustralien, den Río-Grande-Rift und angrenzendes Colorado-Plateau und den Baikal-Rift.

Vulkanfelder

Vulkanfelder finden sich z.B. in der Eiffel, Chaine des Puys. Typisch sind Schlackenkegel, von denen bis zu 100 ein Vulkanfeld bilden können. Diese Felder haben einen Durchmesser von 30 bis 80 km und Flächen von 100 bis 5000 km₂ und sind auf Hochgebieten gebildet worden. Die sind meistens alkalibasaltischer Zusammensetzung. Es gibt aber auch Vulkane mit höher differenzierten Laven. Dafür ist der Laacher-See ein gutes Beispiel, der phonolithische Laven förderte. Unter diesen Vulkanfeldern werden auch plumes vermutet.

Riftzonen

Riftzonen sind der Ostafrikanische Graben und der Oberrheingraben. Diese Gräben sind 40 bis 50 km breit und 2 bis 3 km tief eingesunken. Die Kruste und die Lithosphäre sind durch Dehnungsvorgänge an den Gräben besonders dünn. Das heiße Mantelmaterial steigt wahrscheinlich höher auf als unter den Vulkanfeldern.

Der Ostafrikanische Graben könnte ein Beginn des Auseinanderbrechens des Afrikanischen Kontinentes sein oder gewesen sein, doch Anzeichen gibt es noch keine, obwohl der Graben schon lange aktiv ist.