Hawaii mit tiefen Wurzeln

Die Wurzeln der hawaiianischen Inseln reichen bis in den unteren Erdmantel. Entsprechende Resultate haben amerikanische Geowissenschaftler im Rahmen einer groß angelegten Messkampagne gewonnen. Das jüngere Ende der Inselkette befindet sich demnach über einem “Pilz” heißen Gesteins, das aus einer Tiefe von mindestens 1.500 Kilometern emporsteigt.

Grafik: Courtesy of Paul Johnson, Hawaii Institute of Geophysics and Planetology, University of Hawaii at Manoa

Die Hawaii-Inseln markieren das südwestliche Ende einer mehr als 5.000 Kilometer langen Vulkankette im Pazifik. Ihre Entstehung verdankt diese geologische Perlschnur einem “Hot Spot”, der sich wie ein Schneidbrenner durch die über ihn hinweg gleitende pazifische Platte brennt. Die neuen Resultate bestätigten eine vor vierzig Jahren aufgestellte Theorie zum Ursprung dieses Phänomens, erklärt Cecily Wolfe von der University of Hawaii.

Im Laufe von zwei Jahren installierten die Forscherin und ihre Kollegen mehrere Dutzend Seismometer am Meeresboden um Hawaii. Die Geräte registrierten Scherwellen, die bei Erdbeben in anderen Teilen der Welt ausgesandt worden waren. Aus den leicht unterschiedlichen Ankunftszeiten bei jedem Gerät konnten Wolfe und Kolleginnen auf die Geschwindigkeit schließen, mit der die Wellen durch den Erdmantel unter Hawaii gelaufen waren.

Foto: Courtesy of Gabi Laske of Scripps Institution of Oceanography

Die so erstellte Tomographie zeigt unter den jüngsten Inseln eine Zone, in der die S-Wellen einige Prozent langsamer sind als in der Umgebung – entsprechend einer um bis zu 300 Grad Celsius erhöhten Gesteinstemperatur. Mit zunehmender Tiefe dehnt sich der heiße Bereich aus, bis er in etwa 300 Kilometern Tiefe eine maximale Weite von einigen Hundert Kilometern erreicht, und verjüngt sich dann wieder. Zudem ist er leicht nach Nordwesten geneigt, entsprechend der Bewegungsrichtung der pazifischen Platte. Offenbar wird er von den Strömungen im Erdmantel mitgerissen wie eine Rauchsäule im Wind, folgern die Forscher.

Forschung: Cecily J. Wolfe, Hawaii Institute of Geophysics and Planetology, University of Hawaii at Manoa, Honolulu; Sean C. Solomon und Erik H. Hauri, Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C.; Gabi Laske, Institute of Geophysics and Planetary Physics, Scripps Institution of Oceanography, San Diego, Kalifornien; und andere

Veröffentlichung Science, Vol. 326, 4. Dezember 2009, pp 1388-40, DOI 10.1126/science.1180165

WWW:
Hawaii Institute of Geophysics and Planetology
PLUME, Carnegie Institution
The Long Trail of the Hawaiian Hot Spot
Seismische Wellen
The Inside of Earth

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