Lori Dengler

Ich bin gerade aus Island zurückgekehrt, eine Reise auf der Wunschliste für mich und ein Mekka für Geologen. Island, im Nordatlantik zwischen Grönland und Norwegen, knapp südlich des Polarkreises, ist in vielerlei Hinsicht ungewöhnlich. Als Land aus Feuer und Eis ist es ein Labor für Erdprozesse von den Tiefen des Erdmantels bis zu Oberflächen, die durch Gletscher, Erdrutsche und monumentale Überschwemmungen geformt wurden. Und um das zu beweisen: Nur wenige Stunden vor unserer Landung begann ein Ausbruch. Wir konnten die wogende Gaswolke vom Flughafen aus deutlich erkennen, ein herzliches Willkommenszeichen.

Um uns auf unsere Reise vorzubereiten, habe ich ein wenig Zeit damit verbracht, mir Websites, Zeitschriftenartikel und Feldnotizen von Geologiefreunden und -kollegen anzuschauen. Ich wusste, dass Island seine Existenz zwei primären geologischen tektonischen Prozessen verdankt: dem Mittelatlantischen Rücken und dem isländischen Hotspot. Aber ich wusste wenig über den zeitlichen Ablauf der Ereignisse oder darüber, wie die Entwicklung der beiden ein Land wie kein anderes auf der Erde geschaffen hat.

Ich beginne mit Islands Geschichte vor etwa 60 Millionen Jahren, als sich zwei wichtige geologische Ereignisse ereigneten. Der Mittelatlantische Rücken wächst nach Norden und beginnt, Nordamerika und Grönland von Skandinavien zu trennen, und die ersten Hinweise darauf, was zum Island-Hotspot werden wird, tauchen auf.

Der Mittelatlantische Rücken ist häufig der Ort, an dem Plattentektonik eingeführt wird. Den Schülern der fünften Klasse werden Karten des Superkontinents Pangäa gezeigt, wobei die Ränder der amerikanischen Kontinente, Europas und Afrikas nahtlos aufeinandertreffen, und dann die große Spaltung, als sich Europa und Afrika von Amerika trennten und den Atlantik schufen. Was sie nicht erfahren, ist, wie komplex die Spaltung war und wie sie sich weiterentwickelt.

Pangäa, der Superkontinent, auf dem alle bekannten Kontinente miteinander verbunden waren, begann vor über 200 Millionen Jahren auseinanderzubrechen. Aber es hat sich nicht auf einmal gespalten. Zuerst begann sich der Zentralatlantik zu bilden, der Nordamerika von Nordafrika wegdrehte. Anfangs war es wahrscheinlich nur ein Spalt in der Erde wie das heutige Rift Valley in Afrika. Es wuchs langsam sowohl nach Norden als auch nach Süden.

Der letzte Teil des Atlantiks, der sich öffnete, war der nördliche Abschnitt, der heute Grönland und Skandinavien trennt. Vor 60 Millionen Jahren hatte der Riss die letzte verbliebene Verbindung zwischen Europa und Amerika durchdrungen.

Alle Weltmeere wurden durch Riftzonen gebildet, die ein 40.000 Meilen langes globales Netzwerk von Unterwasserbergen hinterlassen haben. Dabei handelt es sich um prächtige Gipfel, die sich fast zwei Meilen über den umgebenden Meeresboden erheben, aber fast nie die Meeresoberfläche durchdringen. An den meisten Orten müsste man mehr als eine Meile tauchen, um den Gipfel zu erreichen.

Es gibt neun Stellen, an denen der Mittelatlantische Rücken die Meeresoberfläche durchbricht: eine Ansammlung kleiner Inseln wie die Azoren und eine große – Island. Island ist das Rätsel, mit einer Fläche von fast 40.000 Quadratmeilen ist es mehr als 40 Mal größer als alle Azoren zusammen. Warum ist Island so groß?

Betreten Sie den zweiten Spieler in der geologischen Saga Islands, einen Hotspot. Hotspots sind Bereiche mit überdurchschnittlich heißem Wärmefluss aus dem tiefen Inneren. Es handelt sich um langlebige Strukturen, die wahrscheinlich 100 Millionen Jahre oder länger existieren und im Vergleich zur weitaus beweglicheren Außenoberfläche im Erdmantel fixiert sind.

J. Tuzo Wilson schlug erstmals 1963 die Existenz von Hotspots vor, indem er sich die Hawaii-Inseln anschaute. Seitdem wurden mindestens 50 Hotspots identifiziert und einige Geowissenschaftler gehen davon aus, dass die Zahl noch viel höher ist. Island ist einer der am besten erforschten Hotspots und existiert wahrscheinlich schon seit mindestens 80 Millionen Jahren. Aber es lag nicht immer unter Island. Wie auf Hawaii bewegte sich die äußere Erdoberfläche langsam darüber und hinterließ eine Spur, die der auf den Inseln Hawaiis ähnelt.

Vulkanische Ablagerungen in Grönland deuten darauf hin, dass sich vor 60 Millionen Jahren unter Grönland ein Hotspot befand. Eine vor fünf Jahren von einem Team unter der Leitung von Yasmina Mantos veröffentlichte Studie nutzte die magnetische Signatur grönländischer Gesteine, um die langsame Bewegung Grönlands nach Nordwesten zu verfolgen, während es sich über den Hotspot bewegte. Grönland war nicht das Einzige, was sich bewegte; Auch das gesamte mittelatlantische Rückensystem bewegte sich und näherte sich langsam dem Hotspot. Vor etwa 25 Millionen Jahren begannen der Hotspot und der Bergrücken zu interagieren.

Das Ergebnis war buchstäblich weltverändernd. Der zusätzliche Wärmeeintrag des Hotspots in den Bergrücken brachte das System aus dem Gleichgewicht und vulkanische Schicht nach Schicht sammelte sich um die Hotspot-/Bergrücken-Verbindung viel schneller an, als die Ausbreitung sie auseinander bewegen könnte. Eine große Basaltplattform breitete sich über das Gebiet aus und wurde immer dicker. Die Meereskruste rund um die Bergrücken ist an den meisten Orten der Welt nur wenige Kilometer dick. Islands Kruste ist heute etwa 25 Meilen dick unter der Mitte der Insel – die dickste Meereskruste überhaupt auf der Welt.

Mit der Verdickung der Kruste wurden die Strukturen in Island komplexer. Magma, das an die Oberfläche gelangte, hatte Zeit und Raum, sich zu entwickeln und zu verändern. Mittelozeanische Rücken bestehen grundsätzlich alle aus Basalt mit nahezu identischer Zusammensetzung. Hotspots im Ozean wie Hawaii weisen eine etwas größere Variabilität auf, bestehen aber auch fast ausschließlich aus Basalt. Die relativ flüssige Basaltlava fließt Schicht für Schicht aus und bildet die breite, glatte Schildform des Mauna Loa.

Islands größte Vulkane sehen nicht aus wie die von Hawaii und verhalten sich auch nicht so. Der größte Teil Islands besteht immer noch aus Basalt, aber etwa ein Viertel der vulkanischen Produkte enthält mehr Kieselsäure, was sie klebriger und explosiver macht. Die meisten Vulkane in Island sind Stratovulkane – ähneln eher dem Mt. Shasta als dem Mauna Loa. Stratovulkane erzeugen manchmal glatte, fließende Lavaströme und manchmal schleudern sie Stücke geschmolzenen Gesteins kilometerweit in die Luft.

Islands jüngster Ausbruch könnte ein weiteres Kapitel in der komplexen Geschichte der Insel markieren. In den letzten drei Jahren kam es jeweils zu kleinen Ausbrüchen auf der Halbinsel Reykjanes, nur 30 Kilometer von Reykjavik entfernt. Als wir landeten, konnten wir eine Gaswolke sehen, die sich einige hundert Fuß vom Flughafen entfernt in die Luft erstreckte.

Bisher stellte der Ausbruch kaum eine Gefahr dar; Lavaströme sind auf ein kleines unbewohntes Gebiet beschränkt und es wurde keine Asche produziert. Der Zugang ist aufgrund der Emission giftiger Gase eingeschränkt. Aber in dieser Gegend herrschte vor 2021 über 800 Jahre lang Ruhe, und es ist überhaupt nicht klar, wie diese neue Aktivität anhalten wird oder ob dies ein Auftakt zu größeren Ereignissen ist.

Nächste Woche: Vergangene isländische Ausbrüche geben einen Hinweis darauf, was in der Zukunft passieren könnte.

Hinweis: Aktuelle Informationen zum aktuellen Ausbruch finden Sie beim isländischen Wetteramt https://en.vedur.is/about-imo/news/earthquake-activity-in-fagradalsfjall-area.

Lori Dengler ist emeritierte Professorin für Geologie an der Cal Poly Humboldt und Expertin für Tsunami- und Erdbebengefahren. Haben Sie Fragen oder Kommentare zu dieser Kolumne oder möchten Sie ein kostenloses Exemplar des Bereitschaftsmagazins „Living on Shaky Ground“? Hinterlassen Sie eine Nachricht unter 707-826-6019 oder senden Sie eine E-Mail an [email protected].

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