„Nature“: Neue Einblicke in die Entstehung der ozeanischen Kruste

Ein internationales Forscherteam hat neue Einblicke in die Entstehungsgeschichte der ozeanischen Kruste erlangt. Geowissenschaftlerin Kathrin Faak von der Ruhr-Universität Bochum war an Bord des Expeditionsschiffs „Joides Resolution“, das Anfang 2013 Gesteine aus rund 4000 Metern Wassertiefe an die Oberfläche beförderte. Sie nahm im Rahmen ihres Forschungsaufenthalts an der University of Victoria in Kanada an der Reise teil und berichtet mit ihren Kollegen in der Fachzeitschrift „Nature“.

Schwer zu erreichendes Gestein an die Oberfläche befördert

„Die mittelozeanischen Rücken sind zusammengenommen so etwas wie das größte magmatische System der Erde“, sagt Kathrin Faak. „An ihnen bewegen sich zwei Platten auseinander und heißes Material quillt aus dem Mantel nach, was zum Aufstieg von Magma in der Kruste führt. Durch Abkühlen und Kristallisation dieses Magmas bildet sich neue ozeanische Kruste. Keiner weiß so richtig, was dabei genau passiert. Wie kühlt das Material ab? Wie wird es an den Seiten angebaut?“ Nun sind die Wissenschaftler der Antwort einen Schritt näher gekommen. Während der Expedition 345 zum „Hess Deep Rift“ beförderten sie zum ersten Mal eine größere Menge von Gesteinen aus der unteren Hälfte der ozeanischen Erdkruste an die Oberfläche: sogenannte Gabbros und Troctolite. Da diese normalerweise tief unter einer Schicht aus Sediment und anderen Gesteinen verborgen liegt, sind sie schwer erreichbar. Im Ostpazifik rund 1000 Kilometer westlich der Galapagosinseln hatte das Team jedoch Erfolg, weil hier durch tektonische Prozesse im „Hess Deep Rift“ ein Fenster in tiefere Gesteinsschichten offen gelegt ist.

Mineralverteilung gewährt Einblick in die Entstehungsgeschichte

An Bord der „Jodies Resolution“ untersuchte Kathrin Faak die Bohrkerne der Gesteine und betrachtete 30 Mikrometer dünne Schichtpräparate davon unter einem Polarisationsmikroskop. Dabei analysierte sie, welche Minerale heute in den Gesteinen vorkommen und wie die verschiedenen Minerale darin verteilt sind. Der heutige Mineralbestand und seine Verteilung helfen zu verstehen, wie das Material nach der Kristallisation abkühlte und sich veränderte, und erlaubt somit einen Blick in die Vergangenheit. „Wenn wir die gesamte Entstehungsgeschichte der ozeanischen Kruste verstehen wollen, müssen wir quasi die Zeit zurückdrehen und rekonstruieren, wie die Gesteine kristallisiert sind und was dann alles mit ihnen geschehen ist“, erklärt die Bochumer Forscherin.

Titelaufnahme

K.M. Gillis et al. (2013): Primitive layered gabbros from fast-spreading lower oceanic crust, Nature, DOI: 10.1038/nature12778

Link:
Webseite der „Jodies Resolution“-Expeditionen