Robert Klatt
Ein vor Japan gewonnener Tiefseebohrkern hat eine völlig neue Gesteinsart mit einer untypischen chemischen und mineralogischen Beschaffenheit offenbart.
Leeds (England). Basalte entstehen auf der Erde an allen Orten, wo durch vulkanische Aktivität schmelzflüssiges Gestein aus dem Erdmantel an die Oberfläche dringt. Dies passiert unter anderem bei Ausbrüchen von Hotspot-Vulkanen in Australien und Hawaii, entlang der Subduktionszonen und an den mittelozeanischen Rücken. Je nach Region und Ursprung unterscheiden sich Basalte, die die gesamte ozeanische Kruste unseres Planeten bilden, in ihrer chemischen und mineralogischen Zusammensetzung.
Ein Team der Universität Leeds hat nun in Kooperation mit Forschern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen Basalttyp entdeckt, der sich in keine der bekannten Klassen einordnen lässt. „Diese Gesteine sind anders als alle anderen Basaltgesteine, die wir kennen. Sie unterscheiden sich so stark von der bekannten Ozeankruste der Erde wie die irdischen Basalte von denen des Mondes“, erklärt Ivan Savov.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Communications entdeckten die Wissenschaftler das Gestein in einem Bohrkern des International Ocean Drilling Program (IODP), der bis 1.500 Meter unter das Amami-Sankaku-Becken, eine Tiefseeregion westlich von Japan reichte. 1.460 Meter des Bohrkerns enthielten wie erwartet Sedimentgestein, danach folge der neu entdeckte Basalt.
Die chemische Analyse des dunklen, teils kristallinen, teils glasartigen Gesteins zeigt eine Zusammensetzung aus Mineralien, die für bisher bekannte Basalte untypisch ist. Der Anteil von Scandium und Magnesium ist höher, Zink, Eisen und Titan sind hingegen weniger vorhanden. „Zudem haben diese Basalte einen im globalen Vergleich extrem verarmten Gehalt an leichten Seltenerdmetallen“ erklärt He Li.
Auch die mineralogische Beschaffenheit des Basalts ist untypisch. Das Gestein enthält zwar die basalttypischen Spinell, Plagioklas, Klinopyroxene und Olivin, deren Zusammensetzung unterscheidet sich aber deutlich von anderen Basalten. „Der Spinell in dieser Probe hat aber eine einzigartige Spanne der Zusammensetzungen, die sich von der in den Basalten der mittelozeanischen Rücken, der Vulkanbögen und Inseln sowie ihrer Vorläufer der großen magmatischen Provinzen deutlich unterscheidet“, sagt Savov.
Die vor Japan entdeckten Tiefsee-Basalte bilden demnach eine neue Klasse. „In einer Ära, in der wir die Entdeckungen der Weltraumforschung bestaunen, zeigen unsere Ergebnisse, dass es auch auf unserem eigenen Planeten noch vieles zu entdecken gibt“, erklärt Savov.
Laut der Analyse ist der Basalt vor mehr als 50 Millionen Jahren bei sehr heißen Eruptionen der Subduktionszone entstanden. Zu dieser Zeit gab es am Meeresgrund regelmäßig starke Vulkanausbrüche, bei denen große Mengen Lava aus dem oberen Erdmantel zur Oberfläche gelangten.
„Jetzt, da wir wissen, wann und wo sich diese Gesteinsart bildete, werden wir auch andere Gesteine noch einmal näher untersuchen, die bei solchen Untersee-Eruptionen gebildet wurden. Das wird unser Wissen über die Basaltbildung erweitern“, erklärt Savov.
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-021-21980-0
