Meeresboden-Spreizung hat eine „Alles auf einmal“-Strategie, entdecken französische Wissenschaftler

Eines der zentralen Merkmale der Plattentektonik ist die Bildung neuer Erdkruste an mittelozeanischen Rücken. Es war wohl die Entdeckung dieser Rücken, die zur breiten Akzeptanz der Plattentektonik als Theorie führte. Dank jahrzehntelanger Erkundung haben wir heute ein gutes Bild davon, wie die Kruste aussieht, die an der Spreizungszone entsteht. Aber wir haben immer noch eine unvollständige Vorstellung davon, wie ihre Merkmale tatsächlich entstehen – wie wenn man das Endergebnis eines Spiels kennt, aber nicht, wie die Spielzüge abliefen.

Das beginnt sich zu ändern. Im Jahr 2024 gelang es einem Team französischer Wissenschaftler, ein großes Ereignis an der Grenze zwischen der australischen und der antarktischen Platte aus der Ferne zu überwachen, nur zwei Monate nachdem sie Ausrüstung auf dem Meeresboden installiert hatten. Ihre Daten zeigen, dass der Großteil der Spreizung in einem relativ kurzen Zeitfenster stattfand und einige Schlüsselereignisse ohne offensichtliche seismische Aktivität geschahen – quasi wie ein tektonischer Ninja.

Der Ort, an dem die Ereignisse stattfanden, ist unglaublich abgelegen, etwa auf halbem Weg zwischen Australien und Madagaskar und weit südlich von Indien. Es gibt dort ein großes Meeresbodenmerkmal namens Amsterdam-St. Paul-Plateau, das als Aufwölbung durch einen tiefen Ozean-Hotspot interpretiert wird. Der Graben zwischen der antarktischen und der australischen Platte verläuft genau durch die Mitte dieses Plateaus.

Trotz der Hinweise auf einen tektonischen Hotspot gibt es in der Gegend nur zwei vulkanische Inseln, Amsterdam und St. Paul. Die Inseln haben eine lange Geschichte gescheiterter Kolonisierungsversuche, versehentlicher Strandungen und regelmäßiger Besuche von Fischern und Robbenfängern. Ursprünglich von Frankreich beansprucht, erwiesen sie sich als so nutzlos und abgelegen, dass Frankreich den Anspruch nur ein Jahrzehnt später aufgab. Vierzig Jahre danach nahm die Besatzung eines französischen Schiffs sie im Namen eines Landes wieder in Besitz, das nicht sicher schien, ob es diese Ehre überhaupt wollte. Heute, über ein Jahrhundert später, unterhält die französische Regierung Forschungsstationen auf den Inseln und schickt sporadisch Schiffe, um Ausrüstung zu warten, Wissenschaftler zu bringen und Versorgungsaufgaben zu erledigen.

Das Team hinter der neuen Arbeit nutzte eines dieser Schiffe, um Unterwasser-Überwachungsstationen entlang der Spreizungszone zu installieren. Diese umfassten Hydrophone zur Ortung seismischer Ereignisse und Sender zur Verfolgung von Entfernungsänderungen zwischen den Überwachungsstationen. Spätere Besuche französischer Versorgungsschiffe führten eine dreidimensionale Kartierung des Meeresbodens durch, um das Ergebnis aller erkannten Ereignisse zu bestimmen.

Frühere Studien der Region hatten gezeigt, dass die Spreizung mit einer durchschnittlichen Rate von etwas über 60 Millimetern pro Jahr entlang einer Stelle mit einer etwa 2.000 Meter tiefen Senke stattfindet, die von zerklüfteten Rücken flankiert wird.

Die gesamte Hardware war installiert, als die Verwerfung, auf der sie sich befand, im April 2024 zum Leben erwachte. Die erste Ereignisgruppe trat fortschreitend weiter südlich entlang des Hauptspreizungsgebiets auf, wobei das letzte über 8 Kilometer südlich des ersten lag. Darauf folgte eine Serie von Ereignissen, die sich nach Norden bewegten und sich über 9 Kilometer erstreckten. Die Forscher sagen, dies sei typisch für die Bildung von Dykes – dünne, aber lange und hohe Strukturen, die durch das Eindringen von geschmolzenem Gestein entstehen.

Gleichzeitig begannen Sensoren im Tal im Zentrum der Spreizungsregion zu sinken. Als die Dyke-Ereignisse weitergingen, beschleunigte sich das Absinken, bis die Sensoren mit etwa 5 Zentimetern pro Minute sanken, bevor es langsamer wurde. Aber die Absenkung hielt noch lange nach den ersten Ereignissen an, mit insgesamt 4,2 Metern über einen Zeitraum von sechs Tagen. Die Forscher interpretieren dies als das Entleeren einer Magmakammer unter dem Rücken. Konsistent damit stieg die Wassertemperatur an nahegelegenen Instrumenten zur gleichen Zeit an, was darauf hindeutet, dass Magma mit Meerwasser interagierte.

Während all dies geschah, begannen sich Instrumente auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Tals voneinander zu entfernen, in einigen Fällen um weit über einen Meter. Einige Zeit nachdem die Aktivität wieder auf Hintergrundniveau zurückgekehrt war, erfolgte der nächste Besuch eines französischen Forschungsschiffs, und neue Aufnahmen zeigten Stellen, die über 90 Meter höher waren als bei früheren Kartierungen – weit jenseits möglicher Fehlergrenzen.