Grand Canyon des Atlantiks: Wie wandernde Platten den Meeresboden aufrissen und tiefe Gräben formten
Tiefe Schluchten wie der Grand Canyon in den USA sind durch jahrmillionenlange Erosion fließenden Wassers entstanden. Im Ozean fehlen solche Vorgänge. Dennoch existieren am Meeresboden Strukturen, die jene an Land hinsichtlich Größe und Tiefe noch übertreffen.
Am Meeresboden, rund tausend Kilometer westlich von Portugal, liegt ein besonders eindrucksvolles Beispiel eines unterseeischen Canyons: Der sogenannte King’s Trough Complex durchzieht den Nordatlantik über eine Länge von etwa 500 Kilometern und besteht aus parallelen Gräben und tiefen Becken. An seinem östlichen Ende befindet sich mit dem Peake Deep eine der tiefsten Stellen des gesamten Atlantiks.
Lange Zeit gingen Forschende davon aus, dass der King’s Trough allein durch eine großräumige Dehnung der ozeanischen Erdkruste entstanden ist. Das erschien zwar naheliegend, konnte jedoch nicht die besondere Struktur zufriedenstellend erklären.
Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat nun neue Hinweise entdeckt, welche die Form rechtfertigen könnten. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Geochemistry, Geophysics, Geosystems der American Geophysical Union veröffentlicht.
Eine Plattengrenze auf Wanderschaft?
Im Mittelpunkt der neuen Studie steht eine überraschende Erkenntnis: Vor etwa 37 bis 24 Millionen Jahren verlief in dieser Region vorübergehend eine Plattengrenze zwischen der afrikanischen und der eurasischen Platte. Entlang dieser Grenze wurde die Erdkruste gedehnt und brach auf.
– Dr. Antje Dürkefälden, GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Erstautorin
Die Öffnung der Kruste verlief dabei von Ost nach West – vergleichbar mit einem Reißverschluss, der sich schrittweise öffnet. So entstand das ausgedehnte Grabensystem am Meeresboden.
Heißes Erbe aus dem Erdmantel
Doch allein die wandernde Plattengrenze kann die Entstehung nicht vollständig erklären. Bereits bevor sich diese Grenze in die Region verlagerte, war die ozeanische Kruste dort ungewöhnlich dick und stark aufgeheizt.
Ursache war aufsteigendes heißes Gesteinsmaterial aus dem Erdmantel, ein sogenannter Mantelplume. Die Forschenden deuten ihn als frühen Ausläufer des heutigen Azoren-Mantelplumes, der bis heute vulkanische Aktivität in der Region prägt.
– PD Dr. Jörg Geldmacher, GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Zweitautor
Als sich die Plattengrenze später weiter nach Süden verlagerte, endete auch die Bildung des King’s Trough. Der King’s Trough ist damit ein anschauliches Beispiel dafür, wie tiefe Mantelprozesse und oberflächennahe Plattentektonik zusammenwirken. Frühere thermische Anomalien können demnach maßgeblich beeinflussen, wo tektonische Verformungen später auftreten.
Das ist nicht nur für die Rekonstruktion der Erdgeschichte interessant. Im Bereich der Azoren entsteht mit dem Terceira Rift derzeit ein ähnliches Grabensystem, und zwar erneut in einer Zone mit ungewöhnlich verdickter ozeanischer Kruste.
Daten aus dem Bauch des Atlantiks
Studiengrundlage waren Daten der METEOR-Expedition M168 aus dem Jahr 2020. Mit Sonartechnik kartierte das Team den Meeresboden und entnahm gezielt vulkanische Gesteinsproben.
Chemische Analysen, Altersbestimmungen in den USA sowie zusätzliche bathymetrische Daten aus Portugal rundeten die Untersuchung ab. Gemeinsam zeichnen sie die Geschichte eines unterseeischen Canyons nach, der tiefer reicht als lange angenommen – bis in den Erdmantel selbst.
Quellenhinweis:
Dürkefälden, A., Geldmacher, J., Hauff, F., Stipp, M., Garbe-Schönberg, D., Frick, D. A., Jicha, B., Ribeiro, L. Pinto, Gutjahr, M., Schenk, J. & Hoernle, K. (2025): Origin of the King’s Trough Complex (North Atlantic): Interplay Between a Transient Plate Boundary and the Early Azores Mantle Plume. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 26, 12.