Hotspot Grönland

Vulkanische Aktivität konzentriert sich vor allem auf Zonen, an denen Erd­platten aufeinander treffen oder sich von­einander weg­bewegen. Darüber hinaus gibt es Vulkane, die sich weit entfernt von Platten­grenzen befinden, sie lassen sich durch Hotspot-Vulkanismus erklären. Hier steigt heißes Material aus dem tiefen Erd­inneren über einen Plume an die Ober­fläche auf, durch­bricht die Erd­kruste und ein Vulkan entsteht. Da die Erd­platten sich über diesen Hot­spot hin­weg schieben, formen sich vulkanische Insel­ketten wie etwa die Hawaii-Kette.

In Grönland und der Region des Nordatlantiks gibt es zahlreiche erloschene Vulkane aus der Zeit vor etwa sechzig Millionen Jahren. Sie sind nicht ketten­förmig an­geordnet, sondern über einen großen Bereich der dortigen nord­amerikanischen und eurasischen Erd­platten verteilt, sehen also nicht nach Hot­spot-Vulkanismus aus. Ein Team aus Wissen­schaftlern um den Erst­autor Bernhard Stein­berger vom Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam, Sektion Geodynamische Modellierung, konnte nun jedoch zeigen, dass es sich auch dort um Hot­spot-Vulkanismus handelt.

Anhand hochauflösender tomografischer Bild­gebungs­verfahren hat das Team einen Korridor aus aus­gedünnter Litho­sphäre – die die Erdkruste und den äußersten Teil des Erd­mantels umfasst – ausfindig gemacht, der sich von Ost nach West quer über Zentral-Grön­land erstreckt. Er könnte entstanden sein, als Grönland sich vor neunzig bis sechzig Millionen Jahren west­wärts über den Island-Plume-Hot­spot geschoben hat, der hier im Erd­inneren aktiv ist. Die Aktivität des Island-Plume hat das Team nun hoch­genau berechnet.

Steinberger: „Nachdem wir die Aktivität des Island-Plume rekonstruiert hatten, suchten wir noch nach einer Erklärung dafür, warum, wenn doch der Hotspot nach unserem Modell bereits vor neunzig Millionen Jahren westlich von Grönland aktiv war, die vulkanische Aktivität dort erst vor sechzig Millionen Jahren auftrat.“
Über ein neues Modell konnten die Forscher nach­vollziehen, wie sich das aus dem Plume aufsteigende heiße Material aus dem Erd­inneren in dem Korridor angesammelt und so die Litho­sphäre vermutlich nach und nach – also schon vor neunzig Millionen Jahren beginnend – ausgedünnt hat. Stein­berger: „Zusammen mit dem Prozess der nach Ost und West auseinander­driftenden Platten des nord­atlantischen Rückens und den Bewegungen im Erd­inneren vermuten wir, dass die zunächst mächtige Litho­sphäre im Verlauf der Jahr­millionen immer dünner wurde. Das führte schließlich vor etwa sechzig Millionen Jahren zum Ausbruch der Vulkane, die sich so an beiden Enden der Land­masse anordneten.“

GFZ / DE