Vulkane Die Vulkangöttin soll reden

John Collins steht etwas ungeduldig vor dem gelben Kasten, der in einem Laborcontainer auf dem Achterdeck untergebracht ist. Schon zum dritten Mal hat er die gleiche Kombination von Zahlen eingegeben, doch nichts rührt sich. „Wir hätten die Piepser schon längst hören sollen“, sagt er und überprüft die Ziffern noch einmal. Vertippt hat er sich nicht. Als er nach einem weiteren Versuch immer noch nichts hört, ruft Collins den wachhabenden Offizier auf der Brücke an. Er soll die Schiffsschraube anhalten. Kaum hat die Vibration des Schiffes aufgehört, piepst es auch schon im Kasten. Collins lacht erleichtert: „Wir haben Kontakt.“

Die kodierten Piepser kommen von einem Gerät am Meeresboden, der an dieser Stelle südlich von Hawaii etwa 5.200 Meter tief unterhalb des Kiels des Forschungsschiffes „Ka'imikai-o-Kanaloa“ liegt. Das 70 Meter lange Schiff gehört zur Flotte der Universität von Hawaii. Sein polynesischer Name bedeutet „auf der Suche nach dem Gott Kanaloa“. Doch Collins und seine Kollegen suchen nicht nach dem polynesischen Herrscher über Fische und Reptilien. Sie suchen nach den geologischen Ursprüngen Hawaiis, der Inselkette in der Mitte des Stillen Ozeans.

Seit fast 20 Jahren ununterbrochen aktiv

Die Inseln entstanden aus der Glut der Erde. Sie sind Produkte von Vulkanen, die seit mindestens 80 Millionen Jahren unter dem Pazifik aktiv sind. Daß erstarrtes Vulkangestein das Rückgrat der Inseln bildet, beweisen die Drillingsvulkane, auf der „Großen Insel“, die dem gesamten Archipel seinen Namen gab. Mauna Loa und Mauna Kea, der lange und der weiße Berg, sind Schildvulkane an deren flachen Flanken Laven und Aschen allgegenwärtig sind. Der kleinere Kilauea ist seit fast 20 Jahren ununterbrochen aktiv. Täglich fließen aus seinem Schlund mehrere Dutzend Kubikmeter glühende Lava ins Meer.

Dennoch ist der Vulkanismus mitten im Pazifik etwas Außergewöhnliches. Die meisten Vulkane der Welt sind in Gürteln angeordnet. Jedes dieser Bänder liegt genau am Rand einer jener großen Erdkrustenplatten, die wie gigantische Flöße auf dem extrem zähflüssigen Gestein des Erdmantels schwimmen. Ihre Ränder sind gleichsam die perforierten Nahtstellen der Erdkruste, durch die Magma an die Erdoberfläche dringen kann. Zwar gibt es auch in den anderen Weltmeeren vulkanische Inseln, im Atlantischen Ozean etwa Island oder die Azoren. Aber diese Eilande liegen an der Grenze von europäischer und nordamerikanischer Platte. Selbst die vulkanischen Galapagosinseln im äquatorialen Pazifik liegen an einer ähnlichen Trennungslinie.

„Widerspruch“ in der Theorie

Hawaii jedoch ist mehr als 3.000 Kilometer vom nächsten Plattenrand entfernt und dennoch vulkanisch. Wie dieser „Widerspruch“ in der Theorie der Plattentektonik zu lösen ist, darüber diskutieren Geowissenschaftler schon seit fast 40 Jahren. John Collins vom Meeresforschungszentrum Woods Hole im amerikanischen Bundesstaat Massachusetts gehört zu einer Gruppe von Forschern amerikanischer Universitäten, die diesen Widerspruch auflösen wollen. Gabi Laske, eine aus Deutschland stammende und jetzt am Scripps-Meeresforschungsinstitut in San Diego arbeitende Seismologin, leitet die Forschergruppe. Vor genau einem Jahr waren Laske und Collins schon einmal zwei Wochen lang vor Hawaii unterwegs.

Sie versenkten dabei 35 Seismometer auf dem Meeresboden, die über zwölf Monate die Wellen weit entfernter Erdbeben aufzeichneten. Ähnlich wie Ärzte den Körper mit Röntgenstrahlen oder Ultraschall durchleuchten, setzen Seismologen Erdbebenwellen ein, um ein Zustandsdiagramm des Erdinneren zu erhalten. Dazu ist schon an Land ein großer technischer Aufwand nötig. Auf See dann müssen Seismometer, Datenschreiber, elektronischen Schaltkreise und Batterien hermetisch wasserdicht verpackt sein. Sie müssen dem Wasserdruck in 5.000 Meter Tiefe standhalten, der dort etwa fünfhundertmal größer als der Luftdruck am Erdboden ist. Dazu sind alle Komponenten in Glas- oder Aluminiumkugeln untergebracht, deren Wände mehr als einen Zentimeter dick sind.

Ein Steuergerät für einen Unterwasserlautsprecher

Wenn die Apparate nach einem Jahr mit den aufgezeichneten Daten geborgen werden müssen, geht das in dieser Tiefe nicht mit Tauchern, und U-Boote wären zu teuer. Da kommt John Collin's piepsender gelber Kasten ins Spiel. Er ist ein Steuergerät für einen Unterwasserlautsprecher, der hinter dem Schiff hergeschleppt wird. In regelmäßigen Abständen sendet er ein Signal zum Meeresboden. Das Seismometerpaket dort unten ist ebenfalls mit einem solchen „Transducer“ ausgerüstet. Sobald das Gerät am Meeresboden das kodierte Signal hört, meldet es sich ebenfalls per Schall. Allerdings ist dieses Piepsignal oft schwach, und dann stören alle Geräusche, die vom Schiff verursacht werden. Die Kugeln am Meeresboden, die neben den elektronischen Komponenten und dem Seismometer auch noch viel Luft enthalten, dienen jetzt als Auftriebskörper.

Zuvor muß das Gerät von seinem schweren Anker getrennt werden. Auch dazu gibt es im gelben Kasten einen programmierten Befehl. Sobald John Collins die Taste drückt, wird am Meeresboden ein Stromkreis durch einen dünnen Draht geschlossen. Der Draht wiederum hält einen Stift an der Ankerkette. Im Laufe einiger Minuten brennt der Strom diesen Draht durch. Der Stift kann aus der Ankerkette fallen und das Gerät auftreiben. Es dauert bis zu drei Stunden, bis es die fünf Kilometer zur Meeresoberfläche zurückgelegt hat. Ein orangefarbener Wimpel, ein Radiosender und ein Blitzlicht helfen dabei, das Gerät auf der vom Nordostpassat aufgewühlten See zu sichten.

Die Wurzeln Hawaiis

Danach sind die Forscher an Bord damit beschäftigt, die jeweils mehrere Gigabyte umfassenden Meßwerte von den Datenschreibern auf die Festplatten von Computern zu übertragen. Nach der Rückkehr aufs Festland wird es mehrere Monate dauern, bis die Daten so weit aufbereitet sind, daß mit der Durchleuchtung des Erdinneren unter Hawaii begonnen werden kann. Erst danach wird man wissen, wo die Vulkane unter den nördlichsten Inseln Polynesiens ihren Ursprung haben.

Eine Gruppe von Geowissenschaftlern meint, die Wurzeln Hawaiis lägen in knapp 700 Kilometern Tiefe unter der Erdoberfläche. Dort gibt es eine Übergangszone, in der sich die Gesteinszusammensetzung des Erdmantels leicht ändert. Eine andere Gruppe meint, die Glut unter Hawaii komme direkt vom Erdkern in 2900 Kilometer Tiefe. Daß es nicht einfach sein wird, der hawaiianischen Vulkangöttin Pele das Geheimnis ihrer Herkunft zu entlocken, wissen die Forscher schon jetzt. Deshalb wollen sie im Frühjahr noch einmal auf den Pazifik hinaus. Dann werden sie etwa 40 Seismometer im Abstand von mehreren hundert Seemeilen vor den Inseln versenken, um das Bild vom Erdinneren unter Hawaii zu vervollständigen.