Lava-Berge unter dem Meeresspiegel haben eine wechselvolle Geschichte und enden manchmal als Südsee-Atoll.
Berlin. Der Fuji in Japan, der Kilimandscharo in Tansania und der Ätna auf Sizilien - so sieht ein echter Vulkan aus. Das Gebilde auf dem Computerbildschirm an Bord des Forschungsschiffs "Sonne" vor der Küste Namibias ähnelt diesen Bergen aber nur entfernt: Aus den dunkelblauen Tiefen steigen Bergflanken in grün-gelben Farbtönen steil in die Höhe. Auch das Rot der Gipfelregion erinnert an rotglühende Lava. Doch die Farbe zeichnet nicht einen Krater nach, sondern eine Hochebene. Und eine Zahl auf dem Bildschirm verrät, dass der Berggipfel ganze 2000 Meter unter Wasser liegt.
Die Vulkan-Farben sind vom Computer erzeugt und machen aus dem Tafelberg keineswegs einen Bilderbuch-Vulkan. Dennoch versichert der Geologe Reinhard Werner vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel, dass es sich um einen längst erloschenen Vulkan handelt. Und: "Unter dem Spiegel der Weltmeere könnten sich noch eine Million weiterer Vulkane verbergen", schätzt er.
Lava vom Grund der Ozeane
Ein Blick auf die Karten vom Meeresgrund untermauert diese Vermutung. In allen Weltmeeren tauchen jede Menge Berge und Gebirgszüge auf. Wohl die meisten von ihnen haben eine lange Geschichte hinter sich, die häufig mit Lava beginnt. Das beweisen auch Proben, die Werner und seine Kollegen etwa 500 Kilometer vor der Küste Namibias vom Walvis-Rücken aus einigen tausend Metern Tiefe geholt haben. Neben hellen Steinen haben sie dunkle Brocken gefunden, bei denen es sich um die Lava des Gebirgszugs handelt.
Der Walvis-Rücken ist heute nicht mehr aktiv. Die Lavaproben sind etliche Millionen Jahre alt. Ähnlich ist es bei den meisten anderen Vulkanen in den Ozeanen. Nur die Geschichte der Unterwasserberge kann eine Erklärung für die überraschende Form des Tafelbergs vor Namibia liefern. So entstand nordöstlich von Neuseeland eine Kette von Unterwasservulkanen, als sich die gigantische Erdplatte, die große Teile des Pazifiks trägt, unter die Australische Platte schob. In der Pazifikplatte aber steckt reichlich Wasser, das in der Tiefe aus dem heißer werdenden Gestein austritt und in den heißen Erdmantel übergeht, in den die Platte inzwischen eintaucht. Dadurch schmilzt ein Teil des Mantelgesteins, Magma entsteht und steigt durch die darüber liegende Erdkruste auf. Erreicht das Magma den Meeresgrund, bricht unter Wasser ein Vulkan aus. Das passiert an jener etwa 2500 Kilometer langen Linie, an der die Pazifikplatte zwischen Neuseeland und südlich der Samoa-Inseln abtaucht.
Genau dort beobachten Geowissenschafter wie Cornel de Ronde vom Geoforschungsinstitut GNS in Neuseeland die Aktivitäten des Vulkans Monowai, der 400 Kilometer südwestlich von Tonga aus 2000 Meter Tiefe fast bis an die Wasseroberfläche ragt. Verschiedene Schiffe haben den Vulkan ab 1998 mit Schallwellen aus Echolot-Geräten vermessen, 2011 auch die "Sonne". Doch jedes Mal erhielten die Forscher eine neue Karte vom Gipfel. Selbst zwischen zwei zeitlich nahen Messungen lag der Meeresboden an einer Stelle plötzlich um 72 Meter tiefer. Offenbar hatten Eruptionen die Unterwasser-Landschaft umgestaltet.
Ein Tafelberg entsteht
Die Messgeräte an Bord der "Sonne" hatten diese Ausbrüche auch registriert. Als Werner und seine Kollegen sich 2013 auf einer weiteren Forschungsfahrt plötzlich mitten in einer Eruption befanden, zeichneten sie diese auf Video auf. "Wir hörten plötzlich Geräusche wie Kanonenschläge unter Wasser und die Wasseroberfläche hob sich mehrmals wie bei der Explosion von Unterwasserbomben", erinnert er sich. 50 Meter unter Wasser war der Monowai ausgebrochen, die Schockwelle donnerte nach oben, Vulkanasche verfärbte das Wasser.
Am Walvis-Rücken vor Namibia erreichen derartige Schockwellen die Oberfläche längst nicht mehr. Ohnehin taucht in dieser Region keine Erdplatte in die Tiefe, sondern gleitet über eine Stelle im Erdinneren hinweg. Geoforscher nennen solche Stellen Hotspots. An diesen Orten steigt tief aus dem Erdinneren heißes Gestein ähnlich wie eine feste, aber schwer verformbare Knetmasse auf. Ein Hotspot kann bis zu 200 Kilometer Durchmesser haben. Wie ein Schweißbrenner schmilzt er sich durch die Erdkruste.
Auch an den Hotspots fließt Lava aus dem Untergrund, wächst der Unterwasservulkan. Fließt lange genug Magma-Nachschub aus dem Erdinneren, durchbricht der Vulkan eventuell sogar den Meeresspiegel. Solche Inselvulkane können zu Giganten heranwachsen: Während der Mount Everest keine 9000 Meter über seine Umgebung aufragt, misst die Hawaii-Hauptinsel vom Meeresgrund bis zum Gipfel des Hotspotvulkans rund 10.000 Meter.
Die Erdplatte wandert in dieser Zeit weiter, und irgendwann verliert der Vulkan seine Verbindung zum Hotspot. Der Nachschub bleibt aus, und das Wachstum stoppt. Regenfälle waschen Material vom Krater und von den Hängen ab und schwemmen es nach unten. An den Küsten nagen die Wellen, der erloschene Vulkan schrumpft. Dabei flacht der Gipfel ab. Am Ende entsteht eine Ebene - so wie der Tafelberg auf den "Sonne"-Computer-Bildschirmen.
Die Erdplatte ist dann schon längst weitergewandert. Etliche Kilometer vom erloschenen Vulkan entfernt, schmilzt sich der Hotspot-Schweißbrenner erneut durch die Erdkruste. Ein neuer Vulkan bricht aus, und die Geschichte wiederholt sich. Mit der Zeit entsteht eine Kette von Vulkanen, die Geologen "Hotspot-Spur" nennen. Davon gibt es etliche in den Weltmeeren. Ist die Erdplatte weiter gewandert, versiegt nicht nur der Nachschub an Magma, sondern verringert sich auch der Wärmefluss aus der Tiefe. "Die Erdkruste kühlt ab, senkt sich und die erloschenen Vulkane versinken mit der Zeit unter dem Meeresspiegel", erklärt Werner.
Damit ist die Geschichte aber noch nicht ganz erzählt. In warmen Regionen der Weltmeere wachsen nämlich an den Unterwasserhängen der Inselvulkane Korallen. Sinkt die Erdkruste mitsamt Vulkan und Korallenriff ab, wachsen die Korallen nach oben, um Sonnenlicht einzufangen. Verschwindet der Vulkan unter Wasser, bleibt nur das Riff übrig. "So sind fast alle Korallen-Atolle der tropischen Meere entstanden", erklärt Werner. Wachsen freilich die Korallen langsamer als die Erdkruste absinkt, tauchen auch diese Atolle ab. Das helle Gestein, das die Forscher von den Tafelbergen an Bord der "Sonne" geholt haben, sind also Reste eines ehemaligen Korallenriffs.