Neue Forschungen zeigen, dass es sich bei der massiven, mysteriösen Struktur unter Hawaii – wissenschaftlich als Mega-Ultralow-Velocity-Zone (Mega-ULVZ) bezeichnet – nicht um die zuvor vermutete geschmolzene Masse handelt, sondern um eine dichte, feste Formation, die reich an Eisen ist. Diese Entdeckung verändert unser Verständnis darüber, wie vulkanische Hotspots wie Hawaii aufrechterhalten werden, grundlegend und bietet beispiellose Einblicke in das tiefe Erdinnere.
Das Mega-ULVZ: Was es ist und warum es wichtig ist
Ultralow-Velocity-Zonen (ULVZs) sind riesige Regionen nahe der Erdmantel-Kern-Grenze, etwa 1.800 Meilen (2.900 Kilometer) unter der Oberfläche. Sie zeichnen sich durch dramatisch verlangsamte seismische Wellen aus – genau der Grund, warum sie erstmals entdeckt wurden. Mega-ULVZs sind die größten dieser Zonen, sie erstrecken sich über Hunderte von Kilometern und werden häufig mit vulkanischen Hotspots an Orten wie Hawaii, Island und den Marquesas-Inseln in Verbindung gebracht.
Das ist wichtig, weil diese Zonen einen direkten Einblick in die Zusammensetzung und das Verhalten der Erde im Erdinneren bieten. Ihre Untersuchung hilft uns nicht nur zu verstehen, wie die Erde entstanden ist, sondern auch, wie sich andere Planeten entwickeln.
Festes Eisen, kein geschmolzener Glibber
Eine führende Theorie besagte jahrelang, dass Mega-ULVZs hauptsächlich aus teilweise geschmolzenem Material bestehen. Die neueste Studie, die am 28. Januar in Science Advances veröffentlicht wurde, widerlegt dies jedoch. Forscher unter der Leitung von Doyeon Kim vom Imperial College London verwendeten einen neuartigen Ansatz, der sowohl seismische Kompressionswellen (P) als auch Scherwellen (S) kombinierte, um die Mega-ULVZ unter Hawaii zu analysieren.
Die Daten deuten stark darauf hin, dass es sich bei der Struktur überwiegend um festes Gestein mit hohem Eisengehalt handelt. Laut Kim: „Da es sich um ein eisenreiches Material handelt, wird es elektrisch leitfähiger sein, und das wird tatsächlich die Wärmeleitung fördern – es wird also tatsächlich dabei helfen, die Wolke so zu lokalisieren, dass sie länger hält.“
Implikationen für vulkanische Aktivität und Erdgeschichte
Die feste, eisenreiche Zusammensetzung hat erhebliche Auswirkungen. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Eisen trägt zur Stabilisierung des hawaiianischen Hotspots bei und sorgt so für eine langanhaltende Quelle vulkanischer Aktivität.
Die Ursprünge des Mega-ULVZ bleiben umstritten, die Studie schlägt jedoch zwei Hauptmöglichkeiten vor:
- Überreste der frühen Entwicklung der Erde: Die Struktur könnte ein Relikt aus der Entstehung des Planeten sein, insbesondere aus der Kristallisation eines alten Magma-Ozeans oder rekristallisierten Schmelzen.
- Subduzierte ozeanische Kruste: Material aus der Tiefe des Erdmantels, einschließlich wasserreicher ozeanischer Kruste, die durch Subduktionszonen nach unten gedrückt wird, kann zu seiner Bildung beitragen.
Kim weist darauf hin, dass nicht alle Mega-ULVZs gleich sind und dass einige möglicherweise sogar Material enthalten, das aus dem Erdkern selbst stammt. Der neue analytische Ansatz ermöglicht es Wissenschaftlern, diese Arten von ULVZs weltweit zu unterscheiden.
„Wir müssen zunächst genau verstehen, was auf der Erde passiert, um vollständig zu verstehen, was auf anderen Planeten passiert.“ – Doyeon Kim
Bei dieser Forschung geht es nicht nur um Hawaii; Dies ist ein entscheidender Schritt zum Verständnis der Planetenentstehung und der Dynamik im tiefen Erdinneren. Die Zusammensetzung und das Verhalten dieser verborgenen Strukturen werden unser Verständnis des Planeten in den kommenden Jahren prägen.
