Riesige Magmakammer hebt Anden

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Die Anden im Westen von Südamerika bilden den längsten zusammenhängenden Gebirgskomplex der Erde. Vor etwa 150 Millionen Jahren setzte mit der Subduktion der Nazca-Platte die Entstehung des Gebirges ein. Fortlaufende tektonische Prozesse führten zur heutigen Gesamthöhe. Eine neue Studie zeigt, dass die Intrusion von riesigen Magmakörpern einen deutlich größeren Anteil an der Hebung hat, als bisher gedacht. Aktuell zu sehen ist dies in den zentralen Anden, wo es in der Vergangenheit eine Reihe von großen Vulkanausbrüchen gegeben hat.

Santa Cruz / Sucre. Eines der höchsten kontinentalen Plateaus der Erde befindet sich im Süden von Bolivien und umfasst auch Teile der benachbarten Länder Chile und Argentinien. Bis zu einem Kilometer höher als die Umgebung liegt das Altiplano-Puna Plateau in den zentralen Anden, in einer Region mit extrem hoher vulkanischer Aktivität. Zahlreiche aktive Vulkanbauten grenzen an das Plateau, das selbst mit zahlreichen riesigen Calderen Spuren von jungen, gewaltigen Vulkanausbrüchen aufweist. In einer neuen Studie, veröffentlicht im „Nature Communications“, zeigen Forscher der Universität von Kalifornien (UC Santa Cruz), dass der Magmatismus mitverantwortlich für die topographische Situation ist.

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Vor der Pazifikküste Chiles liegt eine der größten Subduktionszonen der Erde. Hier taucht die Nazca-Platte unter die Südamerikanische ab. Die Folge: Schwere Erdbeben, und durch durch den Eintrag von Wasser Bildung von großen Magmamengen im oberen Erdmantel. Besonders im Dreiländereck mit Argentinien und Bolivien ist die Produktion von Schmelze sehr hoch. Bereits vor einigen Jahren konnten Forscher unter dem Altiplano-Puna Plateau einen gewaltigen Körper teilweise geschmolzenen Gesteins ausmachen. Dieser sei bis zu 11 Kilometer hoch und 200 Kilometer breit. Die neue Studie, basierend auf der Analyse der Topographie und seismischer Tomographie zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen der Intrusion der Magma und der Hebung des Plateaus.

Große Calderen im Altiplano-Puna Vulkankomplex
Große Calderen im Altiplano-Puna Vulkankomplex

Das Altiplano-Puna Plateau gehört seit dem Miozän zu den aktivsten Vulkangebieten der Erde. Vier große Calderen, Vilama, La Pacana, Pastos Grandes und Guacha, bildeten sich in den letzten 10 Millionen Jahren als Folge massiver Supervulkanausbrüche, die die höchste Stufe 8 auf dem Vulkanexplosivitätsindex (VEI) erreichten. Zahlreiche weitere große Vulkane, darunter der Uturuncu, der höchste Berg im Süden von Bolivien, waren seit dem Pleistozän aktiv. Dabei sind vier Aktivitätsphasen im Abstand von ca. 2 Millionen Jahren bekannt, in denen besonders viel Schmelze gebildet wurde und entsprechend die vulkanische Aktivität am höchsten war. Die letzte Supervulkaneruption trat vor 2,8 Millionen Jahren auf. Am Uturuncu ist die noch andauernde Hebung des Plateaus infolge der kontinuierlichen Magmenintrusion mit bis zu 1 Zentimeter pro Jahr am deutlichsten zu sehen.
Obwohl weiterhin Magma, das eine relativ geringe Dichte aufweist, in die Erdkruste eindringt, rechnen Forscher in absehbarer Zeit nicht mit einem weiteren Supervulkanausbruch. Eine bessere Vorhersage dieser Katastrophen sei mit der neuen Studie nicht möglich. Dennoch liefern die Erkenntnisse einen wichtigen Einblick in die Entstehung von kontinentaler Kruste und das Wachstum von Gebirgen.

Eine Studie der Universität Heidelberg von August 2016 zeigte, dass schon eine geringe Zunahme des intrudierenden Materials zu einem neuen Supervulkanausbruch führen könnte. Jedoch würde dies einige Jahrtausende dauern. Zur Zeit würde demnach der Großteil des Magmas in der Kruste zu einem Pluton erstarren.


Veröffentlichung: „Surface uplift in the Central Andes driven by growth of the Altiplano Puna Magma Body“ (2016), Jonathan P. Perkins, Kevin M. Ward, Shanaka L. de Silva, George Zandt, Susan L. Beck & Noah J. Finnegan


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Jens ist 22, lebt in Bochum und studiert seit 2013 an der Ruhr-Universität Geowissenschaften. Nach dem Bachelor-Abschluss 2016 folgte das M.Sc. Studium der Geophysik.