Unter dem Pazifischen Ozean verbirgt sich ein Vulkan größer als der Mauna Loa

Der größte Einzelvulkan der Erde sieht überhaupt nicht wie ein Vulkan aus

In den Tiefen des Pazifischen Ozeans verbarg sich jahrzehntelang eine gewaltige Struktur, die unser Verständnis vom Aufbau der Erdoberfläche grundlegend verändert hat. Tamu Massif bedeckt eine Fläche, die dem gesamten US-Bundesstaat New Mexico entspricht – und über lange Jahrzehnte ahnte niemand, dass es sich dabei um ein einziges vulkanisches Gebilde handelt.

Mehr als tausend Meilen östlich der japanischen Küste erstreckt sich auf einer abgelegenen Tiefseeebene ein kolossaler Vulkan, der jahrelang den Eindruck mehrerer eigenständiger Berge erweckte. Heute bestätigen Wissenschaftler: Es handelt sich um ein einziges, gigantisches Gesamtgebilde – und gleichzeitig um den größten bekannten Vulkan unseres Planeten.

Für Geologen ist das ein überzeugender Beweis dafür, dass hier kein vulkanisches Feld aus vielen Eruptionen verschiedener Quellen vorliegt, sondern ein einziger mächtiger Schildvulkan, der als verbundenes System funktioniert. Dieser außergewöhnlich starke, zeitlich jedoch begrenzte Magmaausstoß aus dem tiefen Erdmantel bietet Forschern eine einmalige Gelegenheit zu studieren, wie ein einzelnes Extremereignis ganze Abschnitte des Meeresbodens vollständig umgestalten kann.

Teil eines unterseeischen Gebirgszugs, den kaum jemand wirklich erforschte

Dieser unterseeische Riese trägt den Namen Tamu Massif und ist Teil einer Unterwassererhebung namens Shatsky Rise. Wissenschaftler erkannten auf Karten jahrelang drei scheinbar getrennte Erhebungen und betrachteten sie als eigenständige geologische Gebilde. Keine von ihnen hatte einen offiziellen Namen – die Forscher sprachen informell von „der linken“, „der rechten“ und „der größten“.

Der Wendepunkt kam, als ein Team unter der Leitung des Geophysikers Dr. William Sager von der Universität Houston seismische Daten detailliert auswertete. Die Reflexionen der durch das Gestein verlaufenden Wellen enthüllten etwas, das auf gewöhnlichen bathymetrischen Karten schlicht unsichtbar ist: durchgehende Lavaströme, die alle drei „Hügel“ zu einer einzigen zusammenhängenden Struktur verbinden.

Tamu Massif nimmt eine Fläche von rund 310.000 Quadratkilometern ein. Kein anderer bekannter irdischer Vulkan kommt auch nur annähernd an solche Ausmaße heran. Zum Vergleich: Der hawaiianische Mauna Loa, der bislang als größter aktiver Vulkan der Welt galt, ist etwa sechzigmal kleiner.

Versteckt unter zwei Kilometern Meeresoberfläche

Tamu Massif ähnelt in nichts dem klassischen steilen Kegelberg, den wir von Fotografien Hawaiis oder des Ätnas kennen. Es handelt sich um eine weitläufige, sehr flache Kuppe mit Hängen, die so sanft abfallen, dass man beim Daraufstehen kaum erkennen würde, in welche Richtung das Gelände eigentlich abfällt.

Die gesamte Struktur liegt so tief, dass selbst die höchsten Ozeanwellen nur einen dünnen Wasserfilm über ihrem Gipfel bilden. Der Größenunterschied ist atemberaubend: Während die meisten Vulkane über den Meeresspiegel ragen oder steil vom Boden aufsteigen, zieht sich Tamu Massif über den Meeresboden wie ein riesiger, flacher Teppich aus Basaltgestein.

Diese scheinbare Unauffälligkeit der Hänge ist kein Zufall. Schildvulkane entstehen aus sehr flüssiger Basaltlava, die sich über große Entfernungen ausbreitet, bevor sie erstarrt. Das Ergebnis ist ein Gebilde, das eher einem langgestreckten Wall ähnelt als einem traditionellen Vulkankegel. Dasselbe Prinzip galt auch für den Mauna Loa – doch beim Tamu Massif handelte es sich um ein vielfach größeres Magmavolumen, das aus einer einzigen dominanten Quelle austrat.

Ein Vulkan, der mit marsianischen Giganten konkurriert

Die Ausmaße von Tamu Massif überschreiten das übliche irdische Maß so deutlich, dass Wissenschaftler ihn weniger mit anderen Vulkanen der Erde vergleichen als vielmehr mit Olympus Mons auf dem Mars – dem größten bekannten Vulkan des gesamten Sonnensystems, der fast dreimal so hoch ist wie der Mount Everest.

Aus geologischer Sicht hat dieser Vergleich eine solide Grundlage. Beide Gebilde teilen eine ganze Reihe gemeinsamer Merkmale:

• enorme Fläche, die einem einzigen Schildvulkan zuzuordnen ist
• sehr sanfte Hanglage, die eher an eine langgezogene Rampe als an einen Berg erinnert
• Entstehung durch große Magmavolumen aus einer einzigen dominanten Quelle
• Fehlen eines ausgeprägten zentralen Kraters
• lange Lavaströme, die sich über Dutzende bis Hunderte Kilometer erstrecken
• eine relativ kurze Episode intensiver Aktivität, gefolgt von langer Ruhe

Die Datierung der Gesteine zeigt, dass Tamu Massif sich vor etwa 145 Millionen Jahren gebildet hat, in der frühen Kreidezeit. Im geologischen Zeitmaßstab war das eine überraschend plötzliche Episode: Dieser Riese „wuchs“ in einem vergleichsweise kurzen Zeitraum heran, und die magmatische Aktivität in der Region ebbte danach verhältnismäßig rasch ab.

Dieser gewaltige, zeitlich jedoch begrenzte Magmaausstoß aus dem tiefen Erdmantel gibt Wissenschaftlern die seltene Chance zu beobachten, wie ein einziges Extremereignis ganze Abschnitte des Meeresbodens verwandeln kann. Großflächige Basaltausflüsse auf dem Festland hinterlassen gewöhnlich riesige Gesteinsdecken und werden mit globalen Klimaveränderungen – manchmal sogar mit Massenaussterben – in Verbindung gebracht.

Warum Tamu Massif so lange im Verborgenen blieb

Es mag überraschend erscheinen, dass der größte Vulkan des Planeten erst vor relativ kurzer Zeit in wissenschaftlichen Fachzeitschriften auftauchte. Tatsächlich ist das das logische Ergebnis mehrerer gleichzeitig wirkender Faktoren.

Tamu Massif liegt in den Tiefen des Pazifischen Ozeans – einer Umgebung, die aufwendige Ausrüstung und erhebliche finanzielle Mittel erfordert. Jede Forschungsexpedition bedeutet wochenlange Seereisen und den Einsatz spezialisierter Schiffe mit Sonar, seismischer Ausrüstung und der Möglichkeit, Geräte mehrere Kilometer unter die Wasseroberfläche abzusenken. Eine solche Logistik kostet Millionen von Dollar und erfordert internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit.

Auch die äußere Erscheinung des Vulkans selbst spielte eine Rolle. Tamu Massif ist so flach, dass er auf frühen Karten lediglich wie einige sanfte Unebenheiten auf dem Meeresboden aussah, getrennt durch kleine Vertiefungen. Solche Daten ließen sich problemlos als mehrere getrennte Eruptionen aus verschiedenen Zentren interpretieren – und nicht als ein einziges zusammenhängendes Gebilde.

Erst moderne seismische Technologien lieferten ein klares Bild des inneren Aufbaus dieses Teils der Erdkruste. Wellen, die durch den Meeresboden gesendet werden, reflektieren an einzelnen Gesteinsschichten und kehren zu den Sensoren zurück. Die Analyse der Verzögerungen und der Form dieser Signale ermöglicht es, ein dreidimensionales Modell der uralten Lavaströme zu erstellen.

Im Fall von Tamu Massif zeigte sich, dass identische Serien von Lavagesteinen sich ununterbrochen über gewaltige Entfernungen erstrecken – was eindeutig auf ein einziges magmatisches System hindeutet. Ein solches Bild lässt sich kaum mit der Vorstellung von drei unabhängigen Vulkanen vereinbaren, weshalb das Forschungsteam eine neue Sichtweise vorschlug: Alles, was zuvor in drei Teile aufgeteilt wurde, ist in Wirklichkeit ein einziger supervulkanischer Schildbau.

Was uns dieser Riese über das Innere der Erde verrät

Eine so mächtige Struktur konnte nicht durch einige gewöhnliche Eruptionen entstehen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass unter Tamu Massif einst ein außerordentlich starker magmatischer „Motor“ arbeitete, der vom heißen Erdmantel gespeist wurde. Solche Episoden werden üblicherweise mit sogenannten großen magmatischen Provinzen in Verbindung gebracht – Zeiträumen, in denen gewaltige Lavamengen aus dem Inneren des Planeten an die Oberfläche strömen.

Großflächige Basaltausflüsse auf Kontinenten hinterlassen typischerweise ausgedehnte Gesteinsdecken und werden mit globalen Klimaschwankungen, ja sogar mit Massenaussterben in Verbindung gebracht. Tamu Massif stellt ein ähnliches Phänomen dar – jedoch verborgen unter den Wassern des Pazifiks und erhalten als mächtige Basaltschicht in der ozeanischen Kruste.

Das Verständnis davon, wie dieser Vulkan entstand, hilft dabei, die Geschichte unseres Planeten besser zu entschlüsseln – vom Funktionieren des Mantels bis hin zu den Reaktionen der Atmosphäre und der Ozeane auf große Vulkanismusepisoden. Jede neue Bohrung oder Magnetmessung in diesem Gebiet kann die Wachstumsrate der Lava, die Zusammensetzung des Magmas und die Bedingungen am Meeresboden vor 145 Millionen Jahren präzisieren.

Was das für künftige Forschungen bedeutet

Tamu Massif ist heute zwar nicht mehr aktiv, birgt jedoch nach wie vor eine Fülle wertvoller Daten. Jede neue Bohrung oder Magnetmessung kann das Tempo des Lavawachstums, die Magmazusammensetzung oder die Bedingungen auf dem damaligen Meeresboden genauer bestimmen. Das ermöglicht wiederum eine bessere Kalibrierung von Modellen des prähistorischen Klimas und Simulationen der Plattentektonik.

Für den normalen Leser ist vielleicht die interessanteste Erkenntnis, dass eine derart gigantische Struktur heute das menschliche Leben praktisch überhaupt nicht beeinflusst – sie bricht nicht aus, erzeugt keine Tsunamis, qualmt nicht wie der Ätna. Ihr eigentlicher Beitrag liegt darin, dass sie uns daran erinnert, wie dynamisch unser Planet einst war und in gewissem Maße noch immer ist, auch wenn die meisten Prozesse still in der Dunkelheit mehrerer Kilometer Wasser und Dutzender Kilometer Gestein ablaufen.

Es ist auch bemerkenswert, dass Tamu Massif möglicherweise nicht der einzige derartige Koloss ist. Andere Teile der Weltmeere sind noch weit weniger gründlich erforscht. Sollten sich ähnliche Strukturen im Atlantik oder in den Tiefen des südlichen Pazifiks verbergen, könnten sich die geologischen Karten der Erde in Zukunft ebenso überraschend verändern, wie sie sich nach der Entdeckung dieses bislang größten vulkanischen Riesen verändert haben. Vielleicht erfahren wir schon bald von weiteren verborgenen Giganten, die noch auf ihre Entdeckung warten.