Unter dem Pazifischen Ozean verbirgt sich ein Vulkan, der größer ist 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. Tamu Massif bedeckt eine Fläche, die mit dem US-Bundesstaat New Mexico vergleichbar ist – und über lange Zeit 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 Bergkuppen 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 mächtiger Schildvulkan als zusammenhängendes System. Dieser außergewöhnlich intensive, zeitlich jedoch begrenzte Magmaausstoß aus dem tiefen Erdmantel bietet Forschern eine einmalige Gelegenheit, zu untersuchen, wie ein einziges extremes Ereignis weite Teile des Meeresbodens vollständig umgestalten kann.

Teil eines Unterwassergebirgszugs, den kaum jemand genauer untersucht hatte

Dieser Unterwasserriese 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 Strukturen. Keine von ihnen hatte einen offiziellen Namen – Forscher sprachen informell von „der linken“, „der rechten“ und „der größten“.

Der Wendepunkt kam, als ein Team unter Leitung des Geophysikers Dr. William Sager von der Universität Houston seismische Daten detailliert auswertete. Die Reflexionen von Wellen, die durch den Felsenuntergrund liefen, enthüllten etwas, das auf gewöhnlichen Tiefenkarten schlicht nicht sichtbar 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 diese Ausmaße heran. Zum Vergleich: Der hawaiianische Mauna Loa, bislang als größter aktiver Vulkan der Welt geltend, ist etwa sechzigmal kleiner.

Zwei Kilometer unter der Meeresoberfläche verborgen

Tamu Massif erinnert in nichts an den klassischen, steil aufragenden Kegelberg, den wir von Fotos aus Hawaii oder vom Ätna kennen. Es handelt sich um eine weitläufige, extrem flache Kuppe mit so sanften Hängen, dass man beim Daraufstehen kaum erkennen würde, in welche Richtung das Gelände überhaupt abfällt.

Die gesamte Struktur liegt so tief, dass selbst die höchsten Meereswellen nur einen hauchdünnen Wasserfilm über ihrem Gipfel bilden. Der Größenunterschied ist atemberaubend: Während die meisten Vulkane über den Meeresspiegel hinausragen oder steil vom Meeresgrund aufsteigen, erstreckt sich Tamu Massif wie ein riesiger, flacher Basaltteppich über den Ozeanboden.

Die scheinbar unauffällige Neigung ist kein Zufall. Schildvulkane entstehen aus sehr flüssiger basaltischer Lava, die sich über große Entfernungen ausbreitet, bevor sie erstarrt. Das Ergebnis ist ein Gebilde, das eher einem langgestreckten Wall als einem traditionellen Vulkankegel ähnelt. Dasselbe Prinzip gilt für den Mauna Loa – doch beim Tamu Massif war das Volumen des aus einer einzigen dominanten Quelle austretenden Magmas um ein Vielfaches größer.

Ein Vulkan, der mit marsianischen Giganten konkurriert

Die Ausmaße des Tamu Massif übertreffen das übliche irdische Maß so deutlich, dass Wissenschaftler ihn weniger mit anderen Vulkanen der Erde vergleichen, sondern eher 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 ist dieser Vergleich durchaus begründet. Beide Strukturen teilen eine Reihe gemeinsamer Merkmale:

• enorme Fläche, die einem einzigen Schildvulkan zuzuordnen ist
• sehr sanfte Hangneigung, die eher an eine weitläufige Rampe als an einen Berg erinnert
• Entstehung aus großen Magmamengen, die aus einer einzigen dominanten Quelle austraten
• Fehlen eines ausgeprägten zentralen Kraters
• lange Lavaströme, die sich über Dutzende bis Hunderte von Kilometern erstrecken
• eine vergleichsweise kurze Phase intensiver Aktivität, gefolgt von einer langen Ruhephase

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

Dieser mächtige, zeitlich jedoch begrenzte Magmaausstoß aus dem tiefen Erdmantel gibt Wissenschaftlern eine seltene Gelegenheit zu beobachten, wie ein einziges extremes Ereignis ganze Abschnitte des Meeresbodens umgestalten kann. Großflächige Basaltergüsse auf dem Festland hinterlassen gewöhnlich riesige Gesteinsdecken und werden mit globalen Klimaveränderungen und mitunter 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 verhältnismäßig 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 hohe Anforderungen an Ausrüstung und Finanzmittel stellt. Jede Forschungsexpedition bedeutet wochenlange Seereisen und den Einsatz spezialisierter Schiffe mit Sonar, seismischer Technik und der Möglichkeit, Geräte mehrere Kilometer unter die Meeresoberfläche abzusenken. Eine solche Logistik kostet Millionen von Dollar und erfordert internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit.

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

Erst moderne seismische Technologien lieferten ein klares Bild vom inneren Aufbau 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 ohne Unterbrechung über enorme 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 Gigant 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 außergewöhnlich starker magmatischer „Motor“ arbeitete, der vom heißen Erdmantel gespeist wurde. Solche Episoden werden gewöhnlich mit sogenannten großen magmatischen Provinzen in Verbindung gebracht – Zeiträumen, in denen gewaltige Lavamengen aus dem Inneren des Planeten an die Oberfläche dringen.

Großflächige Basaltergüsse auf Kontinenten hinterlassen typischerweise ausgedehnte Gesteinsdecken und werden mit globalen Klimaschwankungen, ja sogar mit Massenaussterben in Zusammenhang gebracht. Tamu Massif stellt ein vergleichbares Phänomen dar, das jedoch unter den Wassern des Pazifiks verborgen und als mächtige Basaltschicht in der ozeanischen Kruste erhalten geblieben ist.

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

Was das für die künftige Forschung bedeutet

Tamu Massif ist heute zwar nicht mehr aktiv, birgt aber nach wie vor eine Fülle wertvoller Daten. Jede neue Bohrung oder magnetische Messung kann das Tempo des Lavavachstums, die Zusammensetzung des Magmas oder die Bedingungen auf dem Meeresboden in grauer Vorzeit genauer bestimmen. Das wiederum erlaubt eine bessere Kalibrierung von Modellen des prähistorischen Klimas und von Simulationen der Plattentektonik.

Für den allgemeinen Leser ist vielleicht die interessanteste Erkenntnis, dass eine so gigantische Struktur das menschliche Leben heute praktisch in keiner Weise beeinflusst – sie bricht nicht aus, erzeugt keinen Tsunami und raucht nicht wie der Ätna. Ihr eigentlicher Wert 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 nach der Entdeckung dieses bislang größten vulkanischen Riesen. Vielleicht erfahren wir schon bald von weiteren verborgenen Giganten, die noch auf ihre Entdeckung warten.