Die Inselkette Hawaii mitten im Pazifischen Ozean und die Insel La Réunion im Indischen Ozean sind vulkanischen Ursprungs und dienen als Modell für die recht neuen Theorien von Mantle-Plumes und Hot-Spots, die sich unter anderem in Intraplattenvulkanen äußern. In dieser Arbeit erläutern wir die Mechanismen der Plattentektonik und zeigen auf, weshalb Intraplattenvulkane, wie im Fall der oben genannten Insel(-ketten) nicht mit dieser Theorie erklärbar sind. Wir leiten über zu den neueren Theorien der Hot-Spots und Mantle-Plumes, die wir ausführlich erläutern und stellen aktuelle Forschungsfragen dar.
Im Anschluss daran möchten wir die reale Wirkweise dieser Modelle am Beispiel der Inselkette Hawaii und der Insel La Réunion anhand ihrer geographischen Lage und ihrer Entstehungsgeschichte im Zusammenhang mit Hot-Spots erklären.
Methodisch ist diese Arbeit das Ergebnis einer umfassenden Recherche, die entsprechende Literatur ist im beigefügten Quellenverzeichnis am Ende der Arbeit zu finden. Einzelne Schaubilder haben wir selbst erstellt, um die Erklärung komplexer Phänomene zu veranschaulichen und/oder eine angemessene Bildauflösung gewährleisten zu können.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Theoretische Grundlagen
2.1 Plattentektonik
2.2 Intraplattenvulkanismus
3 Hot-Spots & Mantle-Plumes
3.1 Hot-Spot-Theorie
3.2 Mantle-Plume-Theorie
3.3 Aktuelle Forschungsfragen
4 Fallbeispiele
4.1 Hawaii-Inselkette
4.2 La Réunion
5 Fazit
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Die vorliegende Arbeit untersucht die Entstehung vulkanischer Inselgruppen, die sich nicht an den klassischen Plattengrenzen befinden. Dabei wird analysiert, inwieweit das Modell der Plattentektonik zur Erklärung dieses Intraplattenvulkanismus ausreicht und welche wissenschaftlichen Erklärungsansätze die Theorien der Hot-Spots und Mantle-Plumes bieten, illustriert am Beispiel von Hawaii und La Réunion.
- Mechanismen der Plattentektonik und deren Grenzen bei der Erklärung von Intraplattenvulkanen
- Die Hot-Spot-Theorie nach J.T. Wilson
- Das Modell der Mantle-Plumes nach W. Jason Morgan
- Aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen und Forschungsansätze zum Erdinneren
- Geographische und geologische Fallstudie der Hawaii-Inselkette
- Geologische Entstehungsgeschichte der Insel La Réunion
Auszug aus dem Buch
3.1 Hot-Spot-Theorie
1963 hat Wilson seine Hot-Spot-Theorie veröffentlicht: „The Hawaiian Islands and some of the other chains are exceptional in that their source does not lie on the mid-ocean ridge. [...] [It supports] the view that the Hawaiian Islands have been formed successively over a common source beneath the present position of the Island of Hawaii, and that they have been successively borne away toward the west“ (WILSON 1963).
Diese Theorie wurde in Fachkreisen positiv aufgenommen und weiterverfolgt. Laut seiner Theorie ist ein Hot-Spot ein Gebiet, welches sich durch punktförmig-regionalen Vulkanismus von der Umgebung unterscheidet (vgl. STRUCK 2001, S. 47). Aufgrund der geringeren spezifischen Dichte des flüssigen Basaltmagmas im Vergleich zum umliegenden Gestein entsteht ein Überdruck, der das Basaltmagma nach oben an und durch die Kruste presst. Diese Aufschmelzungszone kann einen Durchmesser von 100 km aufweisen. Die Zone ist jedoch kein kontinuierlicher offener Aufstiegsweg, sondern beinhaltet mehrere mit Magma gefüllte Spalten, die durch Verwerfungen miteinander verbunden sind. Das Magma sammelt sich in einem Gipfelreservoir, es können auch sekundäre Reservoire auftreten (vgl. SCHMINCKE 2000, Abbildung S.70). Durch die kontinuierlichen Aufschmelzungsvorgänge kann ein Lithosphärendurchbruch erfolgen und ein kleiner Vulkan bildet sich (vgl. SCHICK 1997, S. 107) (s. Abb. 5). Eine Vulkankette entsteht, wenn sich die Platte weiter über den Hot Spot bewegt. Der Hot-Spot wird, laut Wilson, aus einem ortskonstanten Magmaherd gespeist, der vom Erdmantel bis an die Erdoberfläche reicht.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Problematik des Intraplattenvulkanismus ein und definiert das Ziel der Arbeit, die Entstehung der Inseln Hawaii und La Réunion anhand der Hot-Spot- und Mantle-Plume-Theorien zu erklären.
2 Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel erläutert die plattentektonischen Mechanismen und zeigt auf, warum diese die Entstehung von Vulkanismus abseits von Plattengrenzen nicht erklären können.
3 Hot-Spots & Mantle-Plumes: Hier werden die theoretischen Modelle von Hot-Spots und Mantle-Plumes detailliert vorgestellt und aktuelle wissenschaftliche Debatten zu deren Funktionsweise diskutiert.
4 Fallbeispiele: Die Fallbeispiele analysieren konkret die Hawaii-Inselkette sowie die Insel La Réunion und veranschaulichen die geologische Entstehungsgeschichte und die Einordnung in die jeweiligen Theorien.
5 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bestätigt, dass Hot-Spots und Mantle-Plumes notwendige Ergänzungen zur Plattentektonik darstellen, um vulkanische Phänomene mitten auf tektonischen Platten zu erklären.
Schlüsselwörter
Plattentektonik, Intraplattenvulkanismus, Hot-Spot, Mantle-Plume, Lithosphäre, Asthenosphäre, Basaltmagma, Hawaii-Inselkette, La Réunion, Geologie, Erdmantel, Subduktion, Seamount, Vulkanismus, Erddynamik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entstehung von Vulkaninseln, die sich fernab von plattentektonischen Grenzen gebildet haben, und untersucht die theoretischen Modelle, die dieses Phänomen erklären können.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Plattentektonik, die Hot-Spot-Theorie nach Wilson, das Mantle-Plume-Modell nach Morgan sowie geologische Fallstudien zu spezifischen Vulkaninseln.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, die Entstehung der Inseln Hawaii und La Réunion anhand der Theorien für Intraplattenvulkanismus zu erläutern und die Grenzen der klassischen Plattentektonik aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer umfassenden Literaturrecherche und der Analyse geologischer Modelle, ergänzt durch selbst erstellte Schaubilder zur Veranschaulichung komplexer Prozesse.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Grundlagen, die Vorstellung der Hot-Spot- und Mantle-Plume-Theorien sowie die detaillierte Betrachtung der Fallbeispiele Hawaii und La Réunion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlagworte sind Intraplattenvulkanismus, Hot-Spot, Mantle-Plume, Plattentektonik und die spezifischen geographischen Beispiele Hawaii und La Réunion.
Warum reicht die Plattentektonik zur Erklärung von Hawaii nicht aus?
Die Plattentektonik erklärt Vulkanismus primär an Plattenrändern. Auf Hawaii zeigt sich jedoch, dass das Alter der Vulkane entgegen der Erwartungen zunimmt und Vulkanismus mitten auf der Pazifischen Platte auftritt, was mit dem Standardmodell nicht vereinbar ist.
Was unterscheidet das Modell von La Réunion von dem Hawaiis?
Während bei Hawaii von einer nicht ortskonstanten Quelle ausgegangen wird, die eine Spur in der Platte hinterlassen hat, nimmt man für den Réunion-Hot-Spot eine ortsstabile Quelle an, deren Einfluss auf die Plattenbewegung weiterhin Gegenstand aktueller Forschung ist.
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- Desiree Hollender (Autor), 2018, Hot-Spots und Mantle-Plumes. Die Entstehung der Inseln Hawaii und La Réunion, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/462722
