5.1 Vulkanismus an divergenten Plattenrändern

Divergente (konstruktive) Plattenränder sind ozeanische Axialzonen mit der höchsten Magmenproduktionsrate. Die bedeutendsten Krustenbildungsprozesse auf der Erde finden hier statt. Heißes Mantelmaterial steigt aus der Asthenosphäre auf. In der zentralen Akkretionszone reißt die ozeanische Lithosphäre episodisch auf und "verheilt" durch das aufsteigende Magma wieder. An den Mittelozeanischen Rücken werden jährlich etwa 18 km3 basisches Magma intrusiv (Gabbros) und 3 km3 extrusiv (Gangbasalte und basaltische Kissenlaven) gefördert.

Entwicklungsstadien eines divergenten Plattenrandes (modifiziert nach
C. Lithgow-Bertelloni, University of Michigan):

  1. Krusten-Aufwölbung;
  2. Bildung einer kontinentalen Riftzone (Beispiel: Ostafrikanischer Graben);
  3. Bildung eines schmalen Meeres (Beispiele: Rotes Meer, Golf von Kalifornien);
  4. Mittelatlantischer Rücken mit divergenten Plattengrenzen.

Submarines Relief des Atlantischen Ozeans. Der Mittelatlantische Rücken stellt einen divergenten Plattenrand ozeanischer Kruste mit Zentralgraben und Transformstörungen dar.

Modell der Meeresbodenspreizung ("sea-floor spreading") an Mittelozeanischen Rücken mit Ausbildung von Pillow- oder Kissenlaven am Meeresboden (modifiziert nach
C. Lithgow-Bertelloni, University of Michigan, Ann Arbor).

In direktem Zusammenhang zur Meeresbodenspreizung steht das geologische Alter des Ozeanbodens. Mit zunehmender Entfernung zum divergenten Plattenrand läßt sich in den Ozeanboden-Basalten ein höheres geologisches Alter nachweisen. Die dunkelrote Farbe entspricht etwa einem Alter von ca. 10 Millionen Jahren, die dunkelblaue Farbe 180 Millionen Jahren.

Das geologische Alter der Ozeanböden. Oben: globaler Überblick, unten links: der Indische Ozean, unten rechts: der Nordatlantik [Grafiken: W. R. Roest, Natural Resources Canada und R. D. Müller, Department of Geology and Geophysics, University of Sidney, Australia].

Die Ozeanböden sind übersät mit Hunderttausenden von Vulkankomplexen. Nur selten überragen sie die Meeresoberfläche wie auf Surtsey, den Azoren und Island.

Pillow-Lava vor Hawaii [Foto: OAR/National Undersea Research Program (NURP)].

Geburt der Insel Surtsey vor Island im Jahr 1963 (Fotos: S. Thorarinsson 1966).

Perlschnurartige Aufreihung der Laki Rift-Vulkane, Island (Quelle: NORDISK VULKANOLOGISK INSTITUT, Reykjavik, Island).

Eldfell-Eruption von 1973, Heimaey, Island (Fotos: H. R. Bárdarsson 1982).

5.2 Vulkanismus an konvergenten Plattenrändern

Der Vulkanismus an konvergenten (destruktiven) Plattenrändern im Bereich von Inselbögen oder Kontinentalrändern unterscheidet sich erheblich von demjenigen an divergenten Plattenrändern. Während beim letzteren die Förderung überwiegend effusiv erfolgt, überwiegen beim Vulkanismus an konvergenten Plattenrändern explosive Ausbrüche mit pyroklastischen Produkten wie die großflächigen Ignimbritdecken in den zentralen Anden.

Vulkanismus im Bereich eines Mittelozeanischen Rückens (rechts) und einer abtauchenden ozeanischen Platte (Subduktionszone, links). Modifiziert nach Smed & Ehlers 1994.

In den letzten 10.000 Jahren ereigneten sich 65 % aller subaerischen Vulkanausbrüche im Zirkumpazifischen Feuerring (z. B. Mt. St. Helens, USA, Guagua Pichincha, Ecuador, Pinatubo, Philippinen). Zu den Vulkanzonen oberhalb von Subduktionszonen gehören u. a. auch die Kleinen Antillen mit der Montagne Pelée und der Soufrière auf Montserrat, die jungen Vulkane der Äolischen Inseln wie Vulcano, Lipari und Stromboli sowie diejenigen der Ägäis wie Santorin. Jährlich werden etwa 8 km3 Magma im Bereich der Subduktionszonen intrusiv und 0,6 km3 extrusiv gefördert.

Mount St. Helens 1980 (Foto: M. P. Doukas, U. S. Geological Survey).

Pinatubo, Philippinen 1991 (Foto: J. N. Marso, U. S. Geological Survey).

Stromboli bei Nacht (Foto: C. Schmitt-Riegraf, Münster).

Marianen-Typ: Entwicklung des Fujijama, Japan (Grafiken: Y. Katsumata).

Marianen-Typ: Fujijama, Japan [Quelle: Volcano Research Center (VRC-ERI, Univ. Tokyo)].

Marianen-Typ: Fujijama, Japan (Foto: Y. Katsumata).

Chile-Typ: Der Cotopaxi, Ecuador, ein typischer Stratovulkan mit kalkalkalinen Förderprodukten (Foto: R. Kilian, Trier).

Chile-Typ: Ignimbritdecken, Argentinien. Linke Seite: 10 km NE Antofagasta de la Sierra, Provincia de Catamarca; rechte Seite: 30 km E Susques, Provincia de Jujuy (Fotos: H. Bahlburg, Münster).

    

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Mineralogisches Museum (Kristalle und Gesteine)

Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Ausstellung und Texte:

C. Schmitt-Riegraf

W. Riegraf