Unter New England könnte heißes Gestein aus dem Erdmantel aufströmen

Auf den ersten Blick wirkt New England nicht gerade wie ein Schauplatz großer geologischer Aktivität. Die Region hat keinerlei aktive Vulkane und Erdbeben sind extrem selten. Die Berge von New England sind kleine Hügel im Vergleich zu den Rocky Mountains oder der Sierra Nevada im Westen des Landes.

Aber man sollte nicht unterschätzen, was unter der Oberfläche vor sich geht: Wie sich herausstellt, liegt diese idyllische Region im Nordosten der USA womöglich auf einer aufsteigenden Masse heißen Gesteins. Es handelt sich um eine kleinere, langsamere Version der Magmakammern unter vulkanischen Zonen.

Die Erkenntnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Geology“ veröffentlicht und lassen darauf schließen, dass New England womöglich nicht vor abrupten geologischen Veränderungen gefeit ist.

Ein Forscherteam der Universitäten Rutgers und Yale machte die unerwartete Entdeckung mit Hilfe einer Reihe seismischer Messgeräte, die zeigen, was sich unter dem Gestein verbirgt, auf dem wir gehen und stehen.

„Vor zehn Jahren wäre das nicht möglich gewesen“, sagt der Co-Autor der Studie Vadim Levin, ein Professor des Instituts für Erd- und Planetenwissenschaft an der Rutgers Universität New Brunswick. „Plötzlich haben wir ein viel besseres Auge, um ins Innere der Erde zu blicken.“

AUFSTEIGENDES GESTEIN

In unserem Planeten steigt die Hitze aus dem Kern des Planeten durch den Erdmantel hinauf – die heiße, unter hohem Druck stehende Zone unterhalb der Planetenkruste. Durch die Hitze bewegen sich die tektonischen Platten. An den Stellen, an denen sie aneinanderstoßen oder auseinanderdriften, sehen wir oft große Gebirge, Erdbeben und Vulkane.

Da wir nicht so tief in den Planeten hineinsehen können, nutzen Geologen seismische Vibrationen, die durch Erdbeben ausgelöst werden, um Merkmale des Gesteins zu visualisieren. Wenn man beispielsweise feststellt, wie schnell sich seismische Wellen bewegen, gibt das Aufschluss über den Aufbau und die Temperatur des Erdmantels. (Lesenswert: Yellowstone-Supervulkan könnte schneller ausbrechen als gedacht)

In diesem Fall untersuchte Levins Team die Daten von EarthScope, einem Programm der National Science Foundation, das hunderte geophysischer Messinstrumente in den ganzen USA aufgestellt hat. Das sogenannte Transportable Array des Projekts, das aus einem temporären Netzwerk seismischer Sensoren besteht, zieht seit 2007 durch das Land. Das Netzwerk machte Messungen kleinerer Erdbeben und beobachtete die Bewegungen seismischer Wellen in verschiedenen Regionen.

Das Team orientierte sich an früheren Forschungen, die einen relativ heißen Bereich unter dem oberen Mantel von New England entdeckt hatten. Mit den Daten von EarthScope beobachteten sie dann einen Plume aus heißem Gestein unter Vermont, im Westen von New Hampshire und im Westen von Massachusetts. Außerdem fanden sie geologische Hinweise darauf, dass er sich bewegte.

In weniger dichten Bereichen ist das Gestein heißer und die seismischen Wellen bewegen sich langsamer. Genau das hatte das Team auch unter New England beobachtet. Die Wellenmuster ließen außerdem auf Verformungen im Gestein selbst schließen.

Im Normalfall hinterlassen tektonische Plattenbewegungen Spuren auf dem Gestein, die von seismischen Sensoren entdeckt werden können. In dieser Region gab es solche Spuren jedoch nicht – sie wurden von der Aufwärtsbewegung des wärmeren Gesteins ausgelöscht.

NEUE PERSPEKTIVEN

Für die Bewohner von New England ist das aber kein Grund zur Panik. Dieser Auftrieb ist wahrscheinlich zig Millionen Jahre alt. Für geologische Verhältnisse ist er also relativ jung und bewegt sich außerdem sehr langsam. Derzeit ist er definitiv nicht nah genug an der Oberfläche, um das Angesicht New Englands zu verformen oder einen Vulkan zu erschaffen.

„Vielleicht hatte er dafür noch nicht genug Zeit oder er ist einfach zu klein und wird das nie schaffen“, sagt Levin. „Kommt in 50 Millionen Jahren mal zurück und dann sehen wir, was passiert.“

Stattdessen ist diese Entdeckung ein Zeichen dafür, dass es an der Zeit sein könnte, die Geologie dieser Region zu überdenken. Der Kernpunkt dieser Abhandlung ist, dass der Aufbau der Erde deutlich komplizierter und dynamischer ist, als es irgendwer realisiert hat, sagt Meghan S. Miller. Die Seismologin und Professorin an der Research School of Earth Sciences der Australian National University war an dem Projekt nicht beteiligt.

„Ich denke, das klingt im Nachhinein sehr einfach und offensichtlich, aber die Daten des Transportable Array haben es uns ermöglicht darzustellen, wie komplex der Aufbau der Erde wirklich ist“, sagt sie.

Der Befund rückt den Planeten laut Levin auch ins rechte Licht. New England galt traditionell als ein Ort mit nur wenig geologischen Veränderungen, aber die Daten von EarthScope lassen darauf schließen, dass der Untergrund der Region alles andere als statisch ist.

„Die Leute denken, dass Berge und Seen und geologische Merkmale auf ewig da sind – es gibt so ein generelles Gefühl, dass die Erde beständig ist“, sagt Levin. „Das ist sie aber nicht.“