Hawaiianische Vulkane - Teil 2: Der hawaiianische Hotspot

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Mit den nächsten Posts möchte ich mich dem Lebenszyklus eines hawaiianischen Vulkans zuwenden. Dieser kann direkt entlang der 3200 km langen nordwestlich verlaufenden Hawaii-Kette und der 2600 km langen nördlich verlaufenden Emperor-Kette beobachtet werden. Nur die Vulkane der Hawaii-Kette formen eine Inselkette die über den Meeresspiegel ragt. Die Emperor-Kette ist eine Kette von Vulkanen die unterhalb des Meeresspiegels verborgen sind. Diese werden als Tiefseeberge bezeichnet.

Bevor wir uns auf den Lebenszyklus eines Vulkans konzentrieren können müssen wir uns zuerst mit dem phänomenalen Prozess auseinandersetzen, welcher zu der Entstehung dieser zwei Vulkanketten geführt hat.

Karte der Hawaii-Emperor-Kette mit Ozeanbodentopografie.
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Alle Vulkane der Hawaii-Emperor-Kette wurden durch dem gleichen geologischen Prozess geformt. Der kanadische Geophysiker John Tuzo Wilson war der erste Wissenschaftler, der den Vorschlag machte, dass die Hawaii Inselkette das Produkt des Zusammenspiels eines Hotspots mit der darüber wandernden pazifischen Platte sei. Der hotspot repräsentiert die Oberflächenerscheinung eines im Mantel liegenden Plumes. Jason Morgan erweiterte Wilsons Theorie und fügte die Emperor Kette der Hawaii Kette hinzu. In der ersten Abbildung ist eine Knick im Verlauf der zwei Vulkanketten erkennbar. Der Grund für diesen ist ein Wechsel in der Bewegungsrichtung der pazifischen Platte in Folge von Veränderungen an der Lage der südöstlichen Mittelozeanischen Rücken. Dies führte dazu, dass die pazifische Platte nun nach nordwesten gedrückt wird, wo die Emperor Kette heutzutage in den Kuril-Kamtschatka Graben und unter die eurasische Platte subduziert wird.

Querschnitt des hawaiianischen Hotspots
Modifiziert von commons.wikimedia.org

Ein Plume beschreibt heißes und weniger dichtes Mantelmaterial, das an der Mantel-Kern Grenze geformt wird und von dort Säulenartig aufsteigt. Dieser Aufstieg geschieht schnell genug, sodass der Plume seine Hitze beibehält wenn er im oberen Mantel ankommt. Die erhöhte Wärmezufuhr im oberen Mantel führt zu Schmelzbildung. Die gebildete Schmelze wandert als Magma aufwärts, wo sie die Kruste durchbricht und als Lava auf der Erdoberfläche ausläuft. Über Jahrmillionen hinweg formte dieser Vorgang die Vulkanstrukturen von Hawaii.

Die Inselkette ist das Resultat von mehreren Magma Pulsen welche durch Ruheperioden getrennt sind. Im Verlauf der Zeit wanderte die pazifische Platte langsam über den stationären Hotspot wodurch jeder neue Magma Puls an der Oberfläche leicht versetzt erscheint.

Eine interessante Beobachtung ist, dass die heutigen Inseln in zwei parallelen Ketten verlaufen. Diese Ketten liegen ungefähr 40 km voneinander entfernt und liegen jeweils an einem Ende des Hotspots.

Karte der jüngsten vulkanischen Aktivität in Hawaii. Die zwei parallelen Vulkanketten sind in rot und blau gekennzeichnet. Namen der Ineln sind in schwarz, die Namen einzelner Vulkane sind in der Farbe der jeweiligen Vulkankette.
Modifiziert von Jones et al. (2017).

Zusammenfassung

An der Stelle der heutigen Insel von Hawaii formt ein stationärer Hotspot formt kontinuierlich Lava. Die pazifische Platte wandert langsam Richtung nordwest, wodurch ältere Vulkane langsam von der aktiven Zone weg wandern und neue Vulkane auf neuem Ozeanboden gebaut werden. Dies führte zu der Formation der 5800 km langen Hawaii-Emperor-Kette. Sie ist der Beweis das magmatische Aktivität an der Stelle im Pazifik mindestens 70 Millionen Jahre alt ist.

Vorige Teile

Hawaiianische Vulkane - Teil 1: Einführung

Quellen

• Jones, T.D., Davies, D.R., Campbell, I.H., Iaffaldano, G., Yaxley, G., Kramer, S.C., Wilson, C.R. (2017). The concurrent emergence and causes of double volcanic hotspot tracks on the Pacific plate. Nature 545, 472–476
• Tilling, R.I., Heliker, C., and Swanson D.A. (2010). Eruptions of Hawaiian volcanoes— past, present, and future: U.S. Geological Survey General Information Product 117
• Zeilinga de Boer, J. and Sanders, D.T., (2002). Volcanoes in Human History: The Far-reaching Effects of Major Eruptions. Princeton University Press
• http://manoa.hawaii.edu/coe/kulia/publications/nsf/Hawaii_evolution_main_shield_Kahua_Ao_HANDOUTS.pdf
• Power Point presentations from the University of Hawai'i available at http://www2.hawaii.edu/~nasir/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_Hawaiian_volcanoes
• https://en.wikipedia.org/wiki/Hawaii_hotspot
• https://de.wikipedia.org/wiki/John_Tuzo_Wilson
• https://de.wikipedia.org/wiki/W._Jason_Morgan
• https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Geology_of_Hawaii