Tamu-Massiv: Der gigantische Mega-Vulkan unter dem Pazifik

In den Tiefen des Pazifiks entdeckten Geologen eine gewaltige Struktur, die über Jahre hinweg falsch interpretiert worden war – bis neue Daten das Bild grundlegend veränderten.

Fernab jeder Küste und unter mehreren Kilometern Wasser verbirgt sich ein Vulkan, der sämtliche bekannten Größenordnungen übertrifft. Ein internationales Forschungsteam konnte nachweisen, dass es sich bei einer vermeintlichen Ansammlung mehrerer Berge tatsächlich um einen einzigen riesigen Schildvulkan handelt. Er entstand vor etwa 145 Millionen Jahren, ist heute erloschen und liefert dennoch wichtige geologische Erkenntnisse.

Ein Mega-Vulkan, der sich als Gebirgsgruppe tarnt

Im Zentrum der Untersuchung steht das Tamu-Massiv, ein enormer Unterwasservulkan auf dem Shatsky-Rücken. Dieses abgelegene Hochplateau im Pazifik liegt rund 1.600 Kilometer östlich von Japan. Lange gingen Fachleute davon aus, dass die Region aus drei voneinander getrennten Hügelsystemen besteht. Erst präzise seismische Untersuchungen zeigten, dass dort ein einziges zusammenhängendes Vulkansystem liegt.

Die jüngste Analyse von Schallwellen, die in den Meeresboden gesendet und anschließend wieder aufgezeichnet wurden, macht durchgehende Lavaströme sichtbar. Diese verlaufen ohne Unterbrechung über die gesamte Formation und verbinden die vermeintlich einzelnen Berge zu einer Einheit.

Das Tamu-Massiv bedeckt eine Fläche von etwa 310.000 Quadratkilometern – in etwa so groß wie ganz Italien oder der US-Bundesstaat New Mexico.

Damit wird es als größter einzelner Vulkan der Erde eingeordnet. Anders als bei Vulkanketten wie auf Hawaii, in denen mehrere Vulkane hintereinander angeordnet sind, handelt es sich beim Tamu-Massiv um einen einzigen, breit und flach ausgedehnten Giganten.

Flacher Gigant statt steiler Feuerberg

Bei Vulkanen denken viele Menschen an einen deutlich aufragenden Kegel wie den Ätna oder den Fuji. Das Tamu-Massiv entspricht diesem Bild jedoch überhaupt nicht. Seine Flanken sind ausgesprochen flach und erstrecken sich über Hunderte Kilometer; ihre Neigung ist so gering, dass sie vor Ort kaum auffallen würde.

Der Vulkangipfel befindet sich ungefähr 2.000 Meter unter der Meeresoberfläche. Seine Basis reicht bis in etwa 6,5 Kilometer Wassertiefe. Dazwischen liegt ein riesiger, aus erstarrter Lava bestehender Schild, der das umgebende Meeresbecken mitgeprägt hat.

Nach Einschätzung der Forschenden entstand diese Form durch gewaltige Lavaströme mit großer Reichweite, die sich von einem zentralen Schlot über die ozeanische Kruste ausbreiteten. Offenbar dominierten keine explosiven Ausbrüche mit Aschewolken, sondern dünnflüssige Lava, die sich wie ein zäher Teppich über den Untergrund schob.

• Neigung der Flanken: nur wenige Grad
• Höchster Punkt: etwa 2 Kilometer unter dem Meeresspiegel
• Tiefste Bereiche an der Basis: knapp 6,5 Kilometer unter der Wasseroberfläche
• Strukturtyp: gewaltiger Schildvulkan

Vergleich mit Mauna Loa und Olympus Mons

Zur Einordnung seiner Ausmaße lohnt sich der Vergleich mit bekannten Vulkanen: Mauna Loa auf Hawaii, der häufig als größter aktiver Vulkan der Erde gilt, umfasst eine Fläche von etwa 5.000 Quadratkilometern. Das Tamu-Massiv ist um ein Vielfaches größer.

Besonders aufschlussreich ist der Blick zum Mars. Dort erhebt sich mit Olympus Mons ein riesiger Schildvulkan, der als größter bekannter Vulkan des Sonnensystems gilt. Er ist höher und besitzt am Gipfel steilere Hänge, doch bei der Gesamtfläche bewegen sich beide in einer ähnlichen Größenordnung. Tamu macht somit deutlich, dass auch die Erde Strukturen von vergleichbar monumentalem Ausmaß hervorbringen kann – sie liegen hier allerdings häufig tief unter Wasser verborgen.

Das Tamu-Massiv gehört in die Spitzengruppe der größten Vulkane des Sonnensystems – und lag trotzdem jahrzehntelang praktisch im toten Winkel der Forschung.

145 Millionen Jahre alte Eruptionen

Aus geologischer Sicht zählt der Vulkan zu den sehr alten Giganten. Datierungen sprechen dafür, dass er vor ungefähr 145 Millionen Jahren während der frühen Kreidezeit entstanden ist. Damals beherrschten Dinosaurier die Kontinente, während sich der Pazifik noch in einer anderen Entwicklungsphase befand.

Anzeichen für eine spätere vulkanische Aktivität gibt es kaum. Dies legt den Schluss nahe, dass der Vulkan in vergleichsweise kurzer Zeit entstand: Riesige Mengen Magma stiegen aus dem Erdmantel auf, durchbrachen innerhalb eines begrenzten Zeitraums die Erdkruste und bildeten die gesamte Struktur. Anschließend beruhigte sich die Region und blieb bis heute vulkanisch inaktiv.

Die Geologie kennt solche „kurzen, heftigen“ Episoden von mehreren ozeanischen Plateaus. Sie deuten darauf hin, dass die Erde zeitweise enorme Mengen Schmelze freisetzt. Möglicherweise werden diese Prozesse durch sogenannte Mantelplumes ausgelöst, also heiße Auftriebsbereiche tief im Erdinneren.

Was der Mega-Vulkan über das Erdinnere verrät

Für die Forschung ist das Tamu-Massiv ein wichtiger Ansatzpunkt, um Abläufe im Erdmantel besser nachzuvollziehen. Seine Größe verdeutlicht, wie gewaltig Vulkanausbrüche im Ozean ausfallen können, ohne an der Oberfläche auffällige Spuren zu hinterlassen. Ein vergleichbares Ereignis über Wasser hätte vermutlich Klima, Meere und Biosphäre erheblich beeinflusst.

Die Studie weist darauf hin, dass:

• die Grenze zwischen „Vulkansystem“ und „Vulkan“ neu gedacht werden muss,
• ozeanische Plateaus häufiger aus einzelnen Riesenvulkanen bestehen könnten,
• die Rolle solcher Strukturen bei der Bildung neuer ozeanischer Kruste unterschätzt wurde.

Jeder zusätzliche Hinweis aus Bohrkernen, Schallmessungen oder gravimetrischen Daten trägt dazu bei, die Prozesse im Erdmantel genauer abzubilden. Das ist nicht nur für die Vergangenheit relevant, sondern auch für gegenwärtige Fragen: Wie stabil sind ozeanische Platten? Wo könnten sich künftig große Magmakammern ansammeln?

Warum man solche Giganten erst jetzt erkennt

Dass ein Vulkan von der Größe eines Staates so lange verborgen blieb, offenbart die Grenzen des heutigen Wissens über die Ozeane. Weite Bereiche des Meeresbodens sind bislang lediglich grob kartiert. Viele Formationen erscheinen zunächst nur als Erhebungen im Relief, ohne dass ihre Entstehung eindeutig bestimmt werden kann.

Für eine verlässliche Einordnung benötigen Forschende aufwendige Expeditionen:

• Schiffe erfassen die Topografie des Meeresbodens mithilfe von Sonar.
• Seismische Profile entstehen, indem Schallimpulse in den Untergrund gesendet werden.
• Empfindliche Sensoren zeichnen die Echos auf, aus denen sich Schichtgrenzen und Lavaströme ableiten lassen.
• Bohrkerne liefern Gesteinsproben für Altersbestimmungen und chemische Untersuchungen.

Diese Vorhaben sind kostspielig und erfordern eine langfristige Planung. Abgelegene Gebiete wie der Shatsky-Rücken geraten deshalb leicht aus dem Fokus, obwohl sie geologisch äußerst interessant sind.

Was ein Schildvulkan eigentlich ist

Das Tamu-Massiv gehört zu den Schildvulkanen. Ihre Bezeichnung leitet sich von ihrer Form ab: Sie sind flach, breit und haben sehr sanft abfallende Hänge, ähnlich einem auf dem Boden liegenden Schild. Meist entstehen sie durch wiederholte Ausbrüche dünnflüssiger basaltischer Lava, die große Distanzen zurücklegen kann, bevor sie erstarrt.

Zu den typischen Eigenschaften eines Schildvulkans gehören:

• viele dünne, übereinandergelagerte Lavaschichten,
• kaum explosive Eruptionen, eher „Lavaströme“,
• riesige Grundfläche, oft mehrere Hundert Kilometer im Durchmesser.

Unterseeische Schildvulkane wie Tamu können leicht unentdeckt bleiben. Sie wachsen in völliger Dunkelheit, weit entfernt von Küsten und Inselketten, und werden nach ihrem „Lebenszyklus“ von Sedimenten bedeckt.

Risiken für Menschen? Praktisch ausgeschlossen

Die beruhigende Nachricht lautet: Vom Tamu-Massiv geht gegenwärtig keine unmittelbare Gefahr aus. Die Daten sprechen eindeutig dafür, dass der Vulkan seit sehr langer Zeit nicht mehr aktiv ist. Ein erneutes Erwachen wird als äußerst unwahrscheinlich angesehen. Seine Relevanz liegt vor allem darin, vergangene geologische Prozesse zu verstehen und ihn mit anderen Großvulkanen zu vergleichen.

Trotzdem trägt das Wissen über solche Formationen indirekt zur Bewertung heutiger Risiken bei. Wer nachvollziehen kann, wie enorme Magmamengen im Ozean freigesetzt werden, kann langfristige Folgen aktiver Vulkanketten, Hotspots oder Mantelplumes besser einschätzen – von Veränderungen der Meereschemie bis zu Auswirkungen auf das globale Klimasystem.

Was dieser Fund über unseren Planeten erzählt

Der uralte Schildvulkan unter dem Pazifik macht sichtbar, wie viel auf der Erde noch verborgen ist. Obwohl Satelliten jeden Quadratkilometer der Oberfläche erfassen, ist der Meeresboden in großen Teilen weiterhin nur ungenau bekannt. Mit jeder neuen Messkampagne treten Formationen zutage, die zuvor niemand eindeutig einordnen konnte.

Für die Geowissenschaften ist das Tamu-Massiv daher weit mehr als ein Rekordhalter. Es gleicht einem Archiv in der Tiefsee: Sein Gestein bewahrt die Geschichte eines gewaltigen Magmaschubs, der den Pazifikboden geformt hat, und liefert Hinweise darauf, wie dynamisch das Innere unseres Planeten selbst in scheinbar „ruhigen“ Regionen sein kann.