Tristan da Cunha, Marion Island und die Kerguelen – das sind drei einsame Vulkanspitzen auf der Südhalbkugel, die wahllos über den Atlantischen und den Indischen Ozean verstreut scheinen. Tausende von Kilometern Wasser trennen sie: Und doch sind sie "Geschwister":
"Diese drei großen Vulkane gibt es seit langem, der älteste ist 100 Millionen Jahre alt. In dieser Zeit haben sie sich kaum bewegt, und sie stehen wie festgeschweißt über einer auffälligen Region an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern. Alle drei haben dieselbe Lava, die es nirgendwo sonst auf der Welt gibt. Die genaue chemische Analyse verrät, dass diese Laven in ihrer Zusammensetzung ähnlich sind wie die der jungen Erde. "
Sagt Lianxing Wen von der Universität New York in Stony Brook. Für ihn ist die seltsame Zone in 3000 Kilometern Tiefe die Quelle der ungewöhnlichen Vulkane. Die seismische Tomographie macht diese gewaltige Masse sichtbar:
"Ich versuche nun, eine Verbindung zwischen dem Geschehen am Grund des Erdmantels und dem an der Oberfläche zu finden. Eine solche Verbindung sind "Wirbel", die Material aus einer Zone tief im Erdinneren empor tragen und die Vulkane speisen, so genannte thermochemische Plumes. Mit ihrer Hilfe wollen wir erklären, warum diese Vulkane wie festgeklebt sind und warum ihre Laven eine so ungewöhnliche geochemische Zusammensetzung haben. "
Diese Zone ist doppelt so groß wie die USA und bis zu 300 Kilometer dick. Ihre Nordspitze berührt fast die brasilianische Ostküste, von da aus reicht sie unter Südafrika bis weit in den Indischen Ozean. Mit ihren sehr steilen Rändern wirkt sie wie ein Tafelberg an der Grenze zum Erdkern. Die seismischen Wellen verraten, dass diese Zone teilweise aufgeschmolzen ist und aus anderem Material besteht als der Rest des Erdmantels.
"Wir vermuten, dass der Erdmantel in einem frühen Stadium zum größten Teil geschmolzen war. Damals stiegen leichte Elemente auf und bildeten die Erdkruste, während schwere zur Kern-Mantel-Grenze absanken. Sie blieben wegen des gewaltigen Dichteunterschieds zwischen beiden Erd-Stockwerken dort hängen. Die Eigenschaften der Struktur passen sehr gut zu der Idee, dass dort eine solche Ansammlung von abgesunkenen schweren Elementen aus der Frühzeit der Erde erhalten geblieben ist."
Die starke chemische Anomalie stabilisiert das System. Seit mindestens drei Milliarden Jahren ist das Gebiet wie festgenagelt. Weder Bewegungen im Mantel noch an der Erdoberfläche 3000 Kilometer höher beeindrucken es. Dabei wirkt es auf die Plumes, die seit 100 Millionen Jahren daraus aufsteigen, wie ein Anker. Über die Plumes zog ein Kontinent hinweg, zerfiel, Meere entstanden: Aber Plumes und Vulkane blieben an ihrem Platz. Die merkwürdige Zone regt die Phantasie der Forscher an: Es gibt Überlegungen, dass sie das irdische Magnetfeld beeinflussen könnte:
"Wir erkennen in dieser Zone einige Faktoren, die auf das Magnetfeld wirken können, etwa weil sie innen heißer ist als außen. Dadurch verändert sich der Wärmeabfluss aus dem flüssigen Erdkern und damit die Strömungen darin, die ja das Magnetfeld hervorrufen. Wir finden gerade über dieser Zone eine starke Veränderung im Erdmagnetfeld: Es ist nirgends sonst auf der Welt so schwach. Ich weiß noch nicht, wie das zusammenhängt, aber es ist eine faszinierende Idee – und die Modellrechnungen beginnen derzeit."
"Diese drei großen Vulkane gibt es seit langem, der älteste ist 100 Millionen Jahre alt. In dieser Zeit haben sie sich kaum bewegt, und sie stehen wie festgeschweißt über einer auffälligen Region an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern. Alle drei haben dieselbe Lava, die es nirgendwo sonst auf der Welt gibt. Die genaue chemische Analyse verrät, dass diese Laven in ihrer Zusammensetzung ähnlich sind wie die der jungen Erde. "
Sagt Lianxing Wen von der Universität New York in Stony Brook. Für ihn ist die seltsame Zone in 3000 Kilometern Tiefe die Quelle der ungewöhnlichen Vulkane. Die seismische Tomographie macht diese gewaltige Masse sichtbar:
"Ich versuche nun, eine Verbindung zwischen dem Geschehen am Grund des Erdmantels und dem an der Oberfläche zu finden. Eine solche Verbindung sind "Wirbel", die Material aus einer Zone tief im Erdinneren empor tragen und die Vulkane speisen, so genannte thermochemische Plumes. Mit ihrer Hilfe wollen wir erklären, warum diese Vulkane wie festgeklebt sind und warum ihre Laven eine so ungewöhnliche geochemische Zusammensetzung haben. "
Diese Zone ist doppelt so groß wie die USA und bis zu 300 Kilometer dick. Ihre Nordspitze berührt fast die brasilianische Ostküste, von da aus reicht sie unter Südafrika bis weit in den Indischen Ozean. Mit ihren sehr steilen Rändern wirkt sie wie ein Tafelberg an der Grenze zum Erdkern. Die seismischen Wellen verraten, dass diese Zone teilweise aufgeschmolzen ist und aus anderem Material besteht als der Rest des Erdmantels.
"Wir vermuten, dass der Erdmantel in einem frühen Stadium zum größten Teil geschmolzen war. Damals stiegen leichte Elemente auf und bildeten die Erdkruste, während schwere zur Kern-Mantel-Grenze absanken. Sie blieben wegen des gewaltigen Dichteunterschieds zwischen beiden Erd-Stockwerken dort hängen. Die Eigenschaften der Struktur passen sehr gut zu der Idee, dass dort eine solche Ansammlung von abgesunkenen schweren Elementen aus der Frühzeit der Erde erhalten geblieben ist."
Die starke chemische Anomalie stabilisiert das System. Seit mindestens drei Milliarden Jahren ist das Gebiet wie festgenagelt. Weder Bewegungen im Mantel noch an der Erdoberfläche 3000 Kilometer höher beeindrucken es. Dabei wirkt es auf die Plumes, die seit 100 Millionen Jahren daraus aufsteigen, wie ein Anker. Über die Plumes zog ein Kontinent hinweg, zerfiel, Meere entstanden: Aber Plumes und Vulkane blieben an ihrem Platz. Die merkwürdige Zone regt die Phantasie der Forscher an: Es gibt Überlegungen, dass sie das irdische Magnetfeld beeinflussen könnte:
"Wir erkennen in dieser Zone einige Faktoren, die auf das Magnetfeld wirken können, etwa weil sie innen heißer ist als außen. Dadurch verändert sich der Wärmeabfluss aus dem flüssigen Erdkern und damit die Strömungen darin, die ja das Magnetfeld hervorrufen. Wir finden gerade über dieser Zone eine starke Veränderung im Erdmagnetfeld: Es ist nirgends sonst auf der Welt so schwach. Ich weiß noch nicht, wie das zusammenhängt, aber es ist eine faszinierende Idee – und die Modellrechnungen beginnen derzeit."