Warum hat Hawaii Vulkane mitten auf einer Erdplatte?

Viele Vulkane liegen dort, wo Erdplatten aufeinandertreffen oder auseinanderdriften. Hawaii passt auf den ersten Blick nicht dazu: Die Inseln liegen im Inneren der Pazifischen Platte, weit von deren Rand entfernt. Ihre Entstehung erklärt das Hotspot-Modell: Unter der wandernden Platte sorgt aufsteigendes heißes Mantelmaterial über lange Zeit für Vulkanismus. Die Platte trägt die entstandenen Vulkane weiter, während andernorts über der Magmenquelle neue wachsen.

So entsteht nicht nur eine Insel, sondern eine ganze Kette. Wer ihre Richtung und die Altersfolge der Vulkanbauten gemeinsam betrachtet, liest darin eine Geschichte der Plattenbewegung.

Hawaii liegt nicht an einer Plattengrenze

Eine Insel muss nicht auf einer eigenen kleinen Platte sitzen. Hawaii gehört zur großen Pazifischen Platte, die auch den umgebenden Meeresboden trägt. Die Inselkette markiert dort keine Naht zwischen zwei Platten.

An vielen Plattenrändern entsteht Vulkanismus durch andere geologische Abläufe. Hawaii ist dagegen ein Beispiel für Intraplattenvulkanismus, also Vulkanismus innerhalb einer Platte. Der Überblick zu den drei grundlegenden Plattengrenztypen hilft beim Vergleich. Für Hawaii lautet die entscheidende Frage nicht „Welche zwei Platten stoßen hier zusammen?“, sondern „Wie bewegt sich die Platte über ihre Magmenquelle?“

Was ist der Hawaii-Hotspot?

Ein Hotspot bezeichnet hier einen langlebigen Bereich vulkanischer Aktivität, der mit heißem aufsteigendem Material aus dem Erdmantel zusammenhängt. Im verbreiteten Mantelplume-Modell steigt besonders heißes Gesteinsmaterial auf; dabei können Schmelzen entstehen. Das Magma steigt weiter und kann an der Oberfläche als Lava austreten. Der Mantel ist dabei nicht einfach ein unterirdischer Ozean aus flüssiger Lava.

Für die Inselkette ist vor allem die relative Bewegung wichtig: Die Pazifikplatte wandert über den Bereich, der den Vulkanismus speist. Der Hotspot ist im einfachen Modell vergleichsweise ortsfest. Das bedeutet nicht, dass er über die gesamte Erdgeschichte an einem unveränderlichen Punkt festgenagelt wäre. Die USGS-Zusammenfassung zur Geologie Hawaiis beschreibt ihn entsprechend als relativ ortsfest.

Wie wird aus einem Unterwasservulkan eine Insel?

Der Aufbau beginnt unter dem Meer. Lava und anderes vulkanisches Material häufen sich an, der Vulkan wächst vom Meeresboden nach oben. Erreicht sein Bau die Wasseroberfläche und wächst darüber hinaus, entsteht eine Vulkaninsel. Was wir an Land sehen, ist also nur der obere Teil eines viel größeren Gebildes.

Auf Hawaii spielen breite Schildvulkane eine wichtige Rolle. Ihr Name beschreibt die flach gewölbte Gestalt. Eine Insel kann aus mehreren überlappenden Vulkanbauten zusammengesetzt sein: Die Insel Hawaiʻi ist nicht einfach ein einzelner Vulkankegel. Der National Park Service erklärt das Prinzip der Hotspotspuren mit einer bewegten Platte über aufsteigendem Mantelmaterial.

Die Insel schwimmt anschließend nicht unabhängig über den Ozean. Sie bewegt sich zusammen mit der Platte, auf der ihr Fundament liegt.

Warum werden die Vulkanbauten nach Nordwesten älter?

Im Bereich Hawaiis bewegt sich die Pazifikplatte im großen Bild nach Nordwesten. Ein Vulkanbau, der über dem Hotspot entstanden ist, wird dadurch von der besonders ergiebigen Magmenzufuhr weggetragen. Weiter südöstlich können jüngere Vulkanbauten entstehen. Über lange Zeit ergibt das eine räumliche Folge verschiedener Entwicklungsstadien.

Für einen ersten Kartenvergleich reichen vier bekannte Inseln:

Die Tabelle ist eine Orientierung, keine Liste exakter „Geburtstage“. Das Alter einer Insel ist nicht das Alter jedes Lavastroms auf ihr. Vulkanbauten wachsen über lange, teils überlappende Zeiträume. An manchen gibt es nach einer längeren Pause noch spätere kleinere Vulkanphasen. Die USGS-Darstellung zu Wachstum und Abbau hawaiischer Vulkane erklärt deshalb ausdrücklich, warum sich die Altersfolge der Schildvulkane von der Geschichte aller einzelnen Ausbrüche unterscheidet.

Was geschieht mit den älteren Inseln?

Wenn die Magmenzufuhr nachlässt, gewinnt die Umgestaltung des Vulkangebäudes an Bedeutung. Regen und Flüsse schneiden Täler ein, Wellen greifen die Küsten an, und große Hangrutschungen können Teile des Baus verändern. Hinzu kommt über lange Zeit die Absenkung. Die geologische Spur setzt sich deshalb nicht nur aus hohen Inseln zusammen, sondern auch aus untermeerischen Vulkanbergen.

Das ist kein gleichmäßig tickender Ablauf, bei dem jede Insel nach derselben Frist verschwindet. Wachstum, Erosion, Rutschungen und Höhenänderungen wirken zusammen. Ein stark zerfurchtes Landschaftsbild kann zur längeren Entwicklungsgeschichte passen; allein aus einem Urlaubsfoto lässt sich jedoch kein genaues Gesteinsalter bestimmen.

Eine einfache Kartenübung: Richtung und Zeit verbinden

1. Die ganze Inselgruppe suchen. Beginne mit einem Überblick über den Nordpazifik statt mit einem einzelnen Krater.
2. Hawaiʻi und Kauaʻi markieren. Prüfe die Himmelsrichtungen anhand der Karte: Hawaiʻi liegt südöstlich von Kauaʻi.
3. Die Plattenlage vergleichen. Nutze eine geologische Plattenkarte. Die Inselkette liegt innerhalb der Pazifikplatte, nicht entlang ihres Randes.
4. Die Zeitfrage ergänzen. Verbinde die geologisch belegte Altersfolge der großen Vulkanbauten mit der Plattenbewegung nach Nordwesten. Die Karte allein datiert kein Gestein.

Als Gedankenbild hilft eine langsam bewegte Unterlage: Auf ihr entstehen nacheinander Vulkanbauten über einem räumlich begrenzten Versorgungsbereich. Bereits entstandene Bauten wandern mit der Unterlage weiter. Das Bild erklärt die Kette, ohne für jeden Vulkan einen völlig eigenen Hotspot zu benötigen.

Hawaii mit LiveGlobe 3D räumlich einordnen

In LiveGlobe 3D kannst du den Globus drehen und zoomen, über die Lupe nach Hawaii suchen und in den Einstellungen die Plattenebene einschalten. Beginne weit genug herausgezoomt, um die Lage im Pazifik zu erkennen, und nähere dich dann der Inselgruppe. Die Altersinformationen nimmst du aus der geologischen Quelle dazu.

Die Web-App setzt eine Anmeldung voraus; die Ortsuche benötigt einen externen Dienst. Zusätzliche Live-Ereignisebenen hängen von Datenverfügbarkeit und teilweise Premium-Zugang ab. Für diese Übung genügen die räumliche Orientierung und der Vergleich mit einer Fachkarte.

Erkunde die für dich verfügbaren Ansichten in LiveGlobe 3D mit einer Frage im Kopf: Was verrät die Anordnung der Inseln über eine Bewegung, die über Millionen Jahre wirkt?

Zwei häufige Fragen

Braucht jede Insel einen eigenen Hotspot?

Nein. Das Grundmodell erklärt eine ganze Kette dadurch, dass die Platte bereits entstandene Vulkanbauten weiterträgt und über dem Versorgungsbereich jüngere entstehen. Ein Vulkanbau pro Insel ist ebenfalls keine feste Regel.

Ist der Hotspot völlig unbeweglich?

Nein. „Relativ ortsfest“ ist eine hilfreiche Vereinfachung für die Erklärung der Inselkette, keine Aussage über absolute Unbeweglichkeit. Die Geometrie und Entwicklung der Magmenquelle sind komplexer als ein einzelner fester Punkt unter einer ideal glatten Platte.