Theorien zur Entstehung der Kanarischen Inseln – Teil 1

Entstehung der Kanaren
Über die Entstehung und die geologische Entwicklung der Kanarischen Inseln gibt es bereits seit Ende des 18. Jahrhunderts viele unterschiedliche und auch gegensätzliche Hypothesen. Sind die Inseln, die Reste eines ehemaligen Kontinents im Atlantik, sind sie abgesprengte Teile des afrikanischen Kontinents. Sind sie durch Hebung des Ozeanbodens bis über die Meeresoberfläche entstanden, sind sie vom Meeresboden aus aufgeschüttete rein vulkanische Bildungen. Liegen sie, wie sogar etwa 90% aller Vulkane auf der Erde, an einer aktiven Grenze der Erdplatten oder ist ein Hotspot im Untergrund – ähnlich wie bei der Inselkette von Hawaii – für ihre Entstehung verantwortlich?

Alle Inseln des Kanaren-Archipels sind rein vulkanischer Natur, keine der Inseln besitzt, wie die Geologen sagen, einen kontinentalen Sockel, sondern alle Inseln sitzen als Vulkane direkt dem Ozeanboden auf. Damit scheiden die beiden Kontinent-Theorien aus.
Gastbeitrag von Rainer Olzem und Timm Reisinger
Autoren des Buches: Geologischer Wanderführer La Palma.

Artikelserie in 3 Teilen
1: Die Hotspot-Theorie
Teil 2: Die Atlas, Instabilitäts- Hypothese
Teil 3: Edge Drive Convection, …

Auch die Hypothese einer aktiven Plattengrenze, entlang der glutflüssiges Gestein aus dem Erdmantel nach oben dringt und eine Vulkankette bildet, ist nicht haltbar. Die Kanaren liegen auf der Afrikanischen Platte, die aus dem Kontinent Afrika und dem westlich vorgelagerten Ozeanboden besteht. Zwischen dem afrikanischen Kontinent – der kontinentalen Afrikanischen Platte – und dem Atlantikboden vor Afrikas Westküste – der ozeanischen Afrikanischen Platte – existiert keine aktive Plattengrenze, kontinentale und ozeanische Afrikanische Platte sind eine Einheit. Der Schelfbereich an Afrikas Westküste ist deshalb ein passiver Kontinentalrand.

Die Hotspot-Theorie

Betrachtet man die Lage der einzelnen Inseln zueinander und deren unterschiedliches Alter, so fällt zunächst auf, dass die 7 größten Inseln – von Osten nach Westen Lanzarote, Fuerteventura, Gran Canaria, Tenerife, La Gomera, La Palma und El Hierro – einen von Nordosten nach Südwesten verlaufenden Inselbogen bilden. Nach Nordosten setzt sich der Inselbogen mit den untermeerischen Erhebungen, den sogenannten Seamounts Dacia, Conception Bank, Anika und Lars fort.

Seamounts südwestlich von El Hierro (verändert nach Google Earth)

Auch südwestlich von El Hierro liegt eine Kette von Seamounts auf dem Ozeanboden: Elf Hierro-, Endeavour-, Paps- und Tropic-Seamount. Ob es sich dabei um neu gebildete Seamounts als Vorläufer zukünftiger Inseln handelt, oder ob es erodierte ehe- malige vulkanische Inseln sind, ist noch zu klären.
Weiterhin fällt auf, dass das Alter der Seamounts und Inseln von Nordosten nach Südwesten abnimmt. So ist der älteste Seamount Lars vor 68 Millionen Jahren entstanden, Anika vor 55 Millionen, Dacia vor 47, Selvagens vor 30, Lanzarote und Fuerteventura vor 24, Gran Canaria vor 15, Tenerife vor 12 und die jüngsten Inseln La Palma und El Hierro schließlich vor 2 bzw. 1 Millionen Jahren.

Erodierung unter den Meeresspiegel

Dieser Abfolge im Alter der Inseln folgt auch der Grad der Erosion. Während die nordöstlichen Seamounts alte, bereits wieder bis unter die Meeresoberfläche erodierte ehemalige Vulkaninseln darstellen und die östlichen Inseln Lanzarote und Fuerteventura nur noch relativ flache Erhebungen über dem Meeresspiegel sind, weisen die jungen westlichen Inseln große Höhenunterschiede in ihrer Topografie auf. Die nur noch 2,8 km2 kleine unbewohnte Rumpfinselgruppe Selvagens ragt mit ihrem höchsten Punkt (Pico de Atalaia) noch 163 m über den Meeresspiegel und wird in geologisch kurzer Zeit bis unter die Meeresoberfläche erodiert sein.

Die gleiche Entwicklung findet sich auch weiter nördlich im Atlantik in der vulkanischen Inselgruppe von Madeira, auch hier sind die einzelnen Inseln in einem von Nordost nach Südwest verlaufenden Bogen angeordnet und weisen eine ähnliche Altersabfolge von Nordosten nach Südwesten auf. Sowohl diese Abfolge im Alter als auch im Grad ihrer Erosion deutet auf eine Entstehung der Kanarischen Inseln durch einen sogenannten Hotspot hin.

Bathymetrische Karte des Kanaren- und des Madeira-Archipels mit den Inseln und zugehörigen Seamounts. Die fetten Linien markieren die Spur der Hotspots (Hoernle & Carracedo, 2008).

Die Entwicklung der submarinen Stadien der einzelnen Inseln von Nordosten nach Südwesten:Vor mehr als 20 Millionen Jahren entstand auf dem Grund des Atlantiks zuerst eine Vorläuferinsel von Fuerteventura und Lanzarote, die zunächst noch eine gemeinsame Insel darstellten. Im Lauf der Zeit wuchsen Fuerteventura und Lanzarote über die Meeresoberfläche, nahmen nach und nach ihre heutige Gestalt an und trennten sich vor etwa 2 Millionen Jahren. Vor 15 Millionen Jahren erschien Gran Canaria auf dem Meeresboden, vor 12 Millionen Jahren Tenerife und vor 9 Millionen Jahren La Gomera. Erst in geologisch junger Zeit vor 2 Millionen Jahren entstanden die beiden westlichen Inseln La Palma und El Hierro, wobei sich die Spur des Hotspots in zwei parallele Spuren aufteilte (Carracedo, 1999).

Hotspot

Ein Hotspot ist eine Zone in der oberen Erdkruste mit heißem plastischem Gesteinsmaterial, das aus den Tiefen des Erdmantels als sogenannter Mantelplume aufsteigt. Ein Mantelplume transportiert heißes basaltisches Gestein aus dem Erdmantel in Form einer schmalen Säule bis schließlich in den oberen Bereich der Erdkruste. Wenn das aufsteigende Gestein aus dem Erdmantel die oberflächennahe Zone der Erdkruste mit den dort herrschenden geringen Drücken erreicht, beginnt es zu schmelzen. Es entsteht ein basaltisches Magma, das die Lithosphäre durchdringt und an der Erdoberfläche ausfließt. Mantelplumes beginnen meist an Grenzschichten im Erdmantel, z. B in 410 bis 660 km Tiefe an der Grenze zwischen oberem und unterem Erdmantel. Oder in 2.900 km Tiefe zwischen unterem Erdmantel und Erdkern. Der Kopf des Mantelplumes bildet den Hotspot.

Schema eines Mantelplumes (Ingo Wölbern)

Mantelplumes und Hotspots sind relativ ortstabil, die Erdkruste wandert dagegen aufgrund der Plattentektonik über den Hotspot hinweg und das Magma bahnt sich dabei wie ein Schweißbrenner den Weg durch die Erdkruste und bildet nach und nach eine Kette von Vulkanen. Dabei ist in der Regel nur jeweils der jüngste Vulkan dieser Kette aktiv, während die alten Vulkane immer mehr erodieren.
Ein anschauliches Beispiel sind die Hawaii-Inseln, dort sind die Vulkane wie an einer Perlenschnur aufgereiht und werden nach Südosten immer jünger, weil sich die Pazifische Erdplatte nach Nordwesten über den Hotspot hinweg schiebt.

Ortsdrift

Das geomagnetische Streifenmuster des Atlantikbodens zeigt ein Alter des Krustenstreifens, auf dem die Kanaren liegen, von 180 Millionen Jahren (www.reliefs.ch/geo)

In der Mitte des Atlantiks driftet am mittelatlantischen Rücken, der divergenten Trennungslinie der beiden Erdplatten, die Amerikanische Platte nach Westen und die Afrikanische Platte nach Osten. Die momentane Ostdrift hat eine Geschwindigkeit von etwa 2,3 – 3 cm/Jahr, die mittlere Geschwindigkeit seit dem Jura vor 201 – 152 Millionen Jahren liegt bei rund 1,2 cm/Jahr.
Der Krustenstreifen vor der Westküste Afrikas, auf dem die Kanaren liegen, ist mit fast 180 Millionen Jahren der älteste Teil im Atlantik und hat sein Äquivalent im Meeresgebiet vor der Ostküste der USA.
Durch die plattentektonische Bewegung der ozeanischen Kruste über den Hotspot hinweg und durch den temporären Austritt von Lava ent- stand die Inselkette, wobei die derzeitige Position des Hotspots durch den aktiven Vulkanismus auf La Palma und El Hierro gekennzeichnet ist. Der Vulkanismus erlischt jedoch, wenn sich die Platte vom Hotspot weg bewegt.

Autor: Rainer