Die Osterinsel im Südpazifik fasziniert die Forschung schon seit Jahrzehnten. Das liegt vor allem an den monumentalen Moai-Statuen, die die Archäologie immer noch vor zahlreiche Rätsel stellen. Nun sind Geolog*innen dort auf eine neue Entdeckung gestoßen, die zumindest ein Mysterium der Insel lösen soll. Diese fällt diesmal jedoch in den Bereich der Geologie und könnte unser Verständnis vom Erdmantel verändern.
Neue Erkenntnisse über den Erdmantel
„In Geografielehrbüchern wird der Erdmantel unter den Erdplatten als gut durchmischtes, zähflüssiges Gestein beschrieben, das sich wie ein Förderband mit den Platten bewegt,“ heißt es in einer Pressemitteilung der Universität Utrecht. Doch diese Idee, die erstmals vor etwa einhundert Jahren aufgestellt wurde, scheint mittlerweile überholt zu sein.
Denn eine Entdeckung auf der Osterinsel deutet darauf hin, dass sich der Erdmantel ganz anders zu verhalten scheint. Dies zumindest legt eine neue Studie eines internationalen Forschungsteams im Fachmagazin AGU Adcvances nahe. Dabei hatten die Forscher*innen zunächst ein ganz anderes Ziel. Denn 2019 brach das Team eigentlich in den Südpazifik auf, um das Alter der Vulkaninsel genau zu bestimmen.
Als Methode nutzen sie dabei die Datierung von Zirkonmineralien. Denn die Osterinsel besteht aus mehreren erloschenen Vulkanen. Wenn Magma abkühlt, kristallisieren diese Mineralien. Da bekannt ist, wie schnell dieser Prozess abläuft, können die Forscher*innen so bestimmen, wie lange es her ist, dass diese Minerale entstanden sind. Das Team fand Hunderte dieser Mineralien auf der Insel und untersuchten sie. Dabei kamen sie zu einem überraschenden Ergebnis, denn diese waren nicht nur 2,5 Millionen Jahre alt, wie die ozeanische Platte, auf der die Insel liegt, sondern zum Teil viel älter, nämlich bis zu 165 Millionen Jahre.
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Forschende rätseln über Mineralien
Die chemische Analyse der Zirkone zeigte jedoch, dass dieser aus demselben Magma wie die der heutigen Vulkane der Osterinsel entstanden sein. Doch diese Vulkane können nicht schon vor 165 Millionen Jahren aktiv gewesen sein, da die Platte unter ja deutlich jünger ist. Die einzige Erklärung ist dann, dass die alten Mineralien sich lange vor der Entstehung der heutigen Vulkane gebildet haben müssen.
Denn bei den Vulkanen auf der Osterinsel handelt es sich um sogenannte„Hotspot-Vulkane“. Sie entstehen aus großen Gesteinsklumpen, die langsam aus dem tiefen Erdmantel aufsteigen. Diese werden auch Mantelplumes genannt. Die Forscher*innen gehen in der Studie davon aus, dass diese Mantelplumes sehr lange an Ort und Stelle bleiben können, während die Erdplatten über sie hinweggleiten.
Das würde auch den Ursprung rätselhaften Mineralien der Osterinsel erklären. Doch ist diese Theorie nur schwer zu beweisen, da „die Platten von vor 165 Millionen Jahren in diesen Subduktionszonen längst verschwunden sind“, so der Geologe Douwe Van Hinsbergen.
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Erdmantel verhält sich anders als bisher angenommen
Doch Van Hinsbergen führte in der Studie Rekonstruktionen durch, die zeigen, dass der Mantelplume der Osterinsel durchaus so lange aktiv gewesen sein könnte. Damit wären die alten Zirkonmineralien Überreste früherer Magmen, die zusammen mit jüngeren Magmen bei Vulkanausbrüchen aus dem tiefen Erdinneren an die Oberfläche befördert wurden.
Doch damit wäre auch die klassische „Förderbandtheorie“ widerlegt. Denn in diesem Fall müssten über die Zeit die alten Zirkonen von diesen Mantelströmungen weg von der Osterinsel getragen worden sein und könnten sich jetzt nicht mehr dort an der Oberfläche befinden.
„Daraus ziehen wir den Schluss, dass diese alten Mineralien nur dann erhalten geblieben sein können, wenn der Mantel, der den Plume umgibt, im Grunde so stationär ist wie der Plume selbst,“ fasst Van Hinsbergen zusammen. Die Entdeckung der alten Mineralien auf der Osterinsel legt daher nahe, dass sich der Erdmantel grundsätzlich anders verhält und viel langsamer bewegt als bisher angenommen wurde.
Quelle: Utrecht University, „Zircon Xenocrysts From Easter Island (Rapa Nui) Reveal Hotspot Activity Since the Middle Jurassic“ (AGU Advances 2024)
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