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Geologie : Am Grunde der Erdkruste

  • -Aktualisiert am

Bohrgestänge mit Kamera zur Beobachtung des Meeresbodens Bild: IODP Texas A&M University

Erstmals sind Geologen bei einer Bohrung im tropischen Ostpazifik bis in die unterste Schicht des Meeresbodens vorgedrungen. Sie erhoffen sich Erkenntnisse über die Entwicklung der Meeresplatten und die Entstehung der Erdoberfläche.

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          Etwa 60 Prozent der Erdoberfläche bestehen aus Gestein, das ursprünglich an mittelozeanischen Rücken untermeerisch als basaltische Lava aus dem Erdinneren hervorquoll. Die daraus erstarrte ozeanische Erdkruste, die auch heute noch unter dem Meer liegt, ist schwer zugänglich und erst begrenzt erforscht. Über ihre Zusammensetzung und ihre Entstehung sind nur wenige Details bekannt. Jetzt ist es gelungen, die Ozeankruste im tropischen Ostpazifik bis zur untersten Schicht zu durchbohren, so daß der Schleier ein wenig gelüftet werden konnte.

          Die vulkanischen mittelozeanischen Rücken - beispielsweise jener Höhenzug, der im Atlantik durch Island und die Azoren sowie die Inseln Ascension und Tristan de Cunha markiert wird - spielen für die Plattentektonik eine wichtige Rolle. Sie sind nämlich Spreizungzentren zwischen auseinanderdriftenden Krustenplatten. In ihnen quillt ständig neue Lava aus dem Erdmantel an die unter dem Wasser verborgene Erdoberfläche. Dort kühlt sich die Lava ab und wird zu festem Basaltgestein. Die mittelozeanischen Rücken sind demnach die Geburtsstätten neuer Ozeankruste.

          Enstehung der „schwarzen Raucher“

          Vom Konzept her scheint das ein einfacher Vorgang zu sein. Im Detail ist jedoch noch weitgehend unbekannt, was sich an den untermeerischen Rücken abspielt. So sorgt beispielsweise die Druckverringerung beim Aufstieg der Lava dafür, daß die Schmelze teilweise „ausfriert“. Es bilden sich also Kristalle, obwohl noch ein großer Teil des Gesteins geschmolzen ist. Außerdem dringt Meerwasser in die Schmelze ein. Das führt zur schnellen Abkühlung, löst aber gleichzeitig auch viele Minerale aus der Schmelze. Dabei entstehen die berühmten „schwarzen Raucher“ am Meeresboden.

          Seismische Vermessungen haben ergeben, daß ozeanische Kruste aus mehreren Schichten besteht. Auf eine meist ein bis vier Kilometer dicke Basaltschicht folgt nach unten hin häufig eine Lage, in der die erstarrte Lava von vielen zum Teil vertikalen Gängen durchzogen ist. Daran schließt sich als „Unterkruste“ eine mächtige Schicht aus Gabbro an. Ähnlich wie beim Granit handelt es sich dabei um eine ehemalige Schmelze, die erstarrte, ohne je an die Erdoberfläche gelangt zu sein.

          Wie es zu dieser Aufteilung kommt, ist noch weitgehend unbekannt. Zwar gibt es an Land einige Aufschlüsse ehemaliger ozeanischer Kruste, die sogenannten Ophiolite. Sie haben aber meist eine derart bewegte geologische Geschichte hinter sich, daß viele Spuren ihrer Entstehung verwischt wurden.

          An die Basis der Erdkruste vordringen

          Eine Reihe von Versuchen, die ozeanische Kruste zu durchbohren oder zumindest mit Kernbohrern bis in die Gabbroschicht vorzudringen, um die seismischen Messungen zu bestätigen, sind mißlungen. So mußte bereits vor etwa vierzig Jahren der Versuch, ozeanische Erdkruste im Projekt Mohole bis in den Mantel zu durchbohren, ergebnislos abgebrochen werden. Auch das tiefste bisher im Internationalen Ozeanbohrprogramm gebohrte Loch brachte nicht den gewünschten Erfolg. Dieses 2111 Meter in das Gestein reichende Loch mit der Bezeichnung „504B“ ist in mehreren Abschnitten etwa 800 Kilometer südlich von Panama im Pazifik entstanden.

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