Hotspot (Geologie)
Ausgewählte Beispiele für vermutete Hotspots. Die Farbe der Kreise gibt die vermutete Tiefe der Quellregion der Mantelpdiapire an (Unterer Erdmantel=rot, Mantelübergangszone=gelb und Oberer Erdmantel grün).[1][2]
Als Hotspots [ˈhɔt.spɔ͡ts] (engl.: ‚heiße Flecken‘) werden mit Manteldiapiren in Zusammenhang stehende, lokal begrenzte, relativ stationäre, besonders heiße Bereiche in der Asthenosphäre bezeichnet, die sich in der darüberliegenden Erdkruste durch vulkanische Aktivität oder zumindest durch eine erhöhte Wärmeflussdichte äußern.[3] Hotspot-Vulkanismus tritt meist in größerer Entfernung von Plattenrändern auf. Man spricht hierbei auch von Intraplattenvulkanismus. Die Möglichkeit der Existenz von Hotspots als Ursache für Intraplattenvulkanismus wurde erstmals 1963 von dem Geologen John Tuzo Wilson in Erwägung gezogen.[4]
1 Geodynamik
2 Hotspots und Plattenbewegungen
3 Bekannte Hotspots
Geodynamik[Bearbeiten]
Der Erdmantel im Bereich eines Hotspots ist besonders heiß, da dort Mantelmaterial aus dem tiefen Erdinneren (eventuell von der Kern-Mantel-Grenze) aufsteigt. Die etwa 150 km breiten Zonen des Aufstiegs werden auch als Manteldiapire (englisch: mantle plumes) bezeichnet. Die höheren Temperaturen bedingen im oberen Mantel eine erhöhte Aufschmelzung. Die Schmelzen können aufgrund ihrer geringen Dichte bis an die Oberfläche aufsteigen und verursachen dort einen zumeist basaltischen Vulkanismus. Die geochemische Signatur der so gebildeten OIB (englisch: ocean island basalt) unterscheidet sich oft deutlich von dem so genannten MORB (englisch: midocean ridge basalt).
Da die Lithosphärenplatten stetig über den weitgehend ortskonstanten Hotspot hinweg gleiten, während sich das heiße Mantelmaterial durch die Platte hindurch „schweißt“, entstehen nach und nach mehrere Vulkangebäude, die jeweils solange mit Schmelze versorgt werden, wie sie oberhalb der Mantelanomalie liegen. Auf diese Weise bilden sich Vulkanketten wie die Hawaii-Inseln. Zu beachten ist dabei, dass die Krustendicke der Ozeanbecken im Schnitt nur 6 km beträgt, während sie unter Kontinenten im Mittel ungefähr 30 km mächtig ist. Die kontinentale Kruste ist daher schwerer zu durchdringen, weshalb intensiver Hotspot-Vulkanismus vor allem in ozeanischen Gebieten auftritt.
Hotspots und Plattenbewegungen[Bearbeiten]
Hotspot-Vulkane auf ozeanischer Kruste sind eine Datenquelle für die Ermittlung „aktueller“ (post-Miozäner) oder vergangener Plattenbewegungen. Aus der scheinbaren Wanderung eines Hotspots und der Altersbestimmung der Basalte der durch ihn entstandenen Vulkaninseln, kann man Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der entsprechenden Lithosphärenplatte rekonstruieren. Im Fall des Hawaii-Archipels wurden u. a. Basalte vom Mauna Kea (Hawaii-Hauptinsel, „Big Island“) auf 0,20-0,25 Mio Jahre, vom Haleakala auf 0,