Geologischer »Geheimgang« unter Panama entdeckt

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Wissenschaftler haben eine bisher unbekannte Struktur entdeckt, die sich rund 100 Kilometer unterhalb der Erdoberfläche befindet.

Diese seltsame Öffnung in der mittleren Erdschicht, die von den Wissenschaftlern als geologischer »Geheimgang« bezeichnet wird, wurde unterhalb von Panama entdeckt – einem Land auf der Landbrücke zwischen Mittel- und Südamerika mit erstaunlich wenigen aktiven Vulkanen.

Die Region liegt auf einer Linie von Vulkanen, die als mittelamerikanischer Vulkanbogen bezeichnet wird ist und durch eine Subduktionszone entsteht, in der die tektonische Cocosplatte im östlichen Pazifik unter die kontinentale Kruste der tektonischen Platten Nordamerikas, der Karibik und Panamas geschoben wird.

Dabei sollte Panama, das entlang dieser Zone liegt, eigentlich eine beträchtliche Menge an Vulkanismus aufweisen, doch aus irgendeinem unbekannten Grund ist es relativ ruhig – ein Rätsel, das die Wissenschaftler seit Jahren beschäftigt.

Wie nun ein Wissenschaftlerteam um den Geochemiker David Bekaert vom Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts in ihrer in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie schreiben, könnten sie endlich eine Antwort darauf gefunden haben.

Sie haben nämlich eine Öffnung in der Cocosplatte entdeckt, die in Richtung des Erdzentrums gedrückt wird und die es so ermöglicht, dass Material von einer Seite zur anderen fließt und so Panama von der Hauptlast der vulkanischen Aktivität verschont bleibt.

Diese Entdeckung erfolgte, als sie den Grund zu ermitteln versuchten, wieso an bestimmten Orten in Mittelamerika, nämlich im Westen Panamas und hinter dem Vulkanbogen in Costa Rica, einige exotische geochemische Signaturen vorzufinden sind, die denen auf den Galápagos-Inseln sehr ähnlich sind.

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Denn das war seltsam und es gab keine klare Erklärung dafür, wie die Elemente des Erdmantels von den Galápagos-Inseln bis nach Panama gelangen konnten. Die Forscher wandten sich daraufhin der seismischen Untersuchung des Erdmantels zu, bei der mithilfe von Erdbebenwellen kartiert wird, was sich unter der Oberfläche befindet, und versuchten mit Hilfe von Computermodellen zu erklären, was vor sich gehen könnte.

So fanden sie heraus, dass tief unter Panama, in den vergrabenen Teilen der Cocosplatte, die Antwort liegen könnte.

Wenn sich eine tektonische Platte während der Subduktion unter eine andere tektonische Platte schiebt, verschwindet die subduzierende Platte nicht einfach, sondern behält ihre Struktur bei, während sie in den Erdmantel hinabgleitet und sich nur allmählich erhitzt und verformt. Und direkt unter Panama gibt es ein Loch, ein »Fenster« durch die Platte, das den Zufluss dieser Mantelkomponente ermöglicht.

Dieses Fenster kann das Ergebnis eines natürlichen, bereits bestehenden Risses in der subduzierenden Cocos-Kruste sein, oder es kann sich um eine Stelle handeln, an der die Kruste während der Subduktion gerissen ist. In jedem Fall lässt er Materialien von einer Seite der Platte zur anderen durch – wie ein Windhauch durch ein offenes Fenster.

Bleibt die Frage, was diesen Materialfluss antreibt, und da haben die Forscher zwei Erklärungen gefunden. Die erste besteht darin, dass sich die Materialien durch die Panama-Frakturzone bewegen, eine Risszone in der Kruste und im oberen Erdmantel, die die Galápagos-Inseln mit Panama verbindet.

Es ist jedoch schwer zu erkennen, was einen Materialtransport durch diese lange Zone auslösen könnte und es ist nicht klar, ob ein solcher Transport überhaupt möglich ist.

Das wahrscheinlichere Szenario, so die Forscher, ist, dass die typische, großräumige Zirkulation des Erdmantels einfach Material durch die Öffnung in der subduzierenden Platte treibt.

Die Existenz des Mantelfensters kann auch das Fehlen aktiver Vulkane in Panama erklären, Wasser, das in der Kruste von subduzierenden Platten eingeschlossen ist, begünstigt die Bildung von Vulkanen, da Wasser den Schmelzpunkt von Gestein senkt, was zur Bildung von Magma führt.

Die Öffnung in der Platte unter Panama bedeutet, dass es an dieser Stelle eine Lücke in der wasserreichen Kruste gibt, was wiederum bedeutet, dass es schwieriger ist, schmelzendes Magma dorthin fließen zu lassen.

Der von dem Team entdeckte Mantelfluss ist aber noch nicht ausreichend erforscht, als Nächstes will man eine ähnliche Analyse in Chile durchführen und es letztlich auf den ganzen Globus ausweiten.

© Fernando Calvo für terra-mystica.jimdofree.com am 21.12.2021

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