Botschaften aus dem Erdinneren

Magma, der Schlüssel zur Tiefenforschung?

Die unberechenbaren Vulkane galten den Menschen seit der Antike als Sitz der Götter. Heute sind die Feuer speienden Berge Fenster in die Tiefe, denen die Wissenschaftler faszinierende Einblicke in das Innenleben unseres Planeten verdanken. Wenn Vulkane mit unbändiger Kraft das flüssige Gestein aus der Tiefe an die Oberfläche schleudern, bekommen wir eine Vorstellung davon, welche Kräfte und Energien unter der starren Erdkruste schlummern.

Grafik: Magmakammer unter Yellowstone Nationalpark. Quelle: ZDF

Magma kommt aus einer Tiefe von mehreren Hundert Metern. Dort herrschen Temperaturen bis zu 1.200 Grad. Forscher sind seit Generationen damit beschäftigt, die Tiefe Meter für Meter zu erkunden.

Kratzen an der Erdkruste

Die russische Halbinsel Kola, ein einsames, dünn besiedeltes Gebiet nördlich des Polarkreises, schien ideal für ein ehrgeiziges Projekt. 1970 begannen russische Wissenschaftler, ein Loch in die Erdkruste zu bohren, um mehr über deren Aufbau zu erfahren. Nach zwanzig Jahren erreichten sie eine Tiefe von etwa zwölf Kilometern. Es ist bis heute das tiefste Loch der Erde. Doch die Forscher durchbrachen damit noch nicht einmal die bis zu 40 Kilometer mächtige Erdkruste.

Kola Text 2 Quelle: ZDF

Alles was darunter liegt, ist für von Menschen gemachte Technik unerreichbar. So basiert das Wissen vom Aufbau unseres Heimatplaneten einzig auf Schlussfolgerungen aus dem, was sich erkunden lässt und Modellberechnungen: Unter unseren Füßen erstreckt sich eine mehrere tausend Kilometer dicke Schicht aus Gestein, der Erdmantel. Die Hitze und der enorme Druck machen aus dem Mantelmaterial in der Tiefe eine zähflüssige Masse. Das schwerste Element, Eisen, ist ins Innere gesunken und bildet den inneren Erdkern.

Ständige Erneuerung

Eine Vorstellung davon, was die Erdoberfläche in Bewegung hält, vermitteln Lavaseen. Auf dem geschmolzenen Gestein schwimmt die Erdkruste, zerbrochen in einzelne Platten. Durch die Bewegungen der heißen Lava reißen sie auseinander und die Kanten sinken ab. Senkt sich eine Platte unter die andere, schmilzt deren Gestein. In der Tiefe stetig aufgeheizt steigt es als Magma wieder auf und wird in einem Vulkan hinausgeschleudert.

Lavasee Text 2 Quelle: ZDF

Der große Kreislauf des Gesteins gibt der Erde ständig ein neues Gesicht. Ein Beispiel dafür ist Hawaii. Die Inselkette besteht aus erstarrter Lava. Die Vulkane Hawaiis gewähren einen besonders tiefen Blick in die Erde. Unter ihnen steigen aus fast dreitausend Kilometer Tiefe Plumes, dünnflüssige Magmaströme, auf. Sie bewegen sich pro Jahr nur um wenige Zentimeter. Deshalb driften zum Beispiel die Kontinente Nordamerika und Europa zwei Zentimetern pro Jahr auseinander.

Unberechenbarer Feuerspeier

Trotz aller Forschung bleibt die Unterwelt noch voller gefährlicher Überraschungen: Die Einwohner der Karibikinsel Montserrat haben dies hautnah erfahren. Der Vulkan Soufrière Hills erwachte 1995 plötzlich und völlig unerwartet nach einem 20.000 Jahre andauernden Schlaf. Seitdem bricht der Vulkan immer wieder aus: und das ohne Vorwarnung und in einem unverstandenen Rhythmus. Bis zu 600.000 Tonnen Asche schießt bei einem Ausbruch in die Atmosphäre, einer begrub bereits die Hauptstadt Plymouth unter sich.

auto im Schutt monserat Text 2 Quelle: ZDF

Der Vulkan gibt den Forschern Rätsel auf. Warum verhält er sich so unberechenbar? Sie wissen, dass in der Tiefe eine Magmakammer schlummert, die sich immer wieder füllt. Doch daraus konnten sie noch keinen Zeitraum für den nächsten Ausbruch bestimmen. Inzwischen haben Vulkanologen zu ihrer großen Überraschung zwei Magmakammern entdeckt, die miteinander in Verbindung stehen. Noch ist unklar, wie diese beiden Kammern den Druck untereinander ausgleichen. Erst wenn die Forscher dieses komplexe Netzwerk verstehen, können sie hoffen, die Ausbrüche zu berechnen.

Supervulkan unter der Erde

Auch im Yellowstone Nationalpark im Westen der USA können Wissenschaftler nicht sagen, was in Zukunft geschehen wird. Tief verborgen unter der Erde ruht ein Supervulkan, dessen letzte Ausbrüche vor mehr als 70.000 Jahren stattfanden. Die vielen Geysire sind ein Relikt aus jener Zeit. Lange vermuteten Geologen, dass der mächtige Vulkan am Verlöschen sei. Zwar kocht unter dem Boden das Land bis heute, doch das hielten die Forscher für die letzten Regungen eines sterbenden Supervulkans. Vielleicht ein fataler Irrtum.

1973 wurden Geologen stutzig, als sich eine etwa 400 Quadratkilometer große Fläche in die Höhe wölbt, während andere Bereiche einsinken. Verantwortlich dafür sind Magmaströme, die aus der Tiefe aufsteigen und sich in einem gigantischen Kessel sammeln, dem Krater des Supervulkans. Er entstand, als sich die Kammer mit Magma und Gasen füllte und der Druck stieg. Der Erdboden wölbte sich, Risse entstanden. Gase stiegen auf, und es kam zu einer gewaltigen Explosion. Der Vulkan brach aus und zurück blieb eine entleerte Magmakammer, die einbrach.

Droht die Apokalypse?

Inzwischen haben Forscher den Yellowstone intensiv studiert. Sie sind sicher, dass sich ein neuerlicher Ausbruch des Yellowstone durch heftige Erdbeben ankündigen würde. Magma sucht sich tief aus dem Erdinneren seinen Weg an die Oberfläche und durchbricht die Erdkruste wie ein Schweißbrenner. Durch die gewaltige Eruption würden mehr als 1000 Kubikkilometer glühendes Gestein und Gase in die Luft geschleudert und mit der Geschwindigkeit eines Hurrikans über das Land verteilt.

Die dabei freigesetzte Energie entspräche der eines Asteroideneinschlags. Der Ausbruch stürzte die Welt in einen globalen Winter. Für unsere Zivilisation wäre es das Ende. Die Evolution würde andere Lebensformen hervorbringen, die den Planeten schließlich eroberten.

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