Vulkanische Petit Spots: Vulkanismus abseits gewohnter Pfade
Vulkanische „Petit Spots“ sind kleine Vulkane auf dem Meeresboden, die anders als die meisten anderen Vulkane entstehen. In ihrer Morphologie erinnern sie an Schlackenkegel und werden selten höher als 50 m. Sie sind weder mit dem Vulkanismus an Mittelozeanischen Rücken noch mit dem von Hotspots assoziiert, sondern liegen vor Subduktionszonen, ohne dass es sich dabei um typische Vulkane hinter den konvergenten Plattengrenzen handelt.
Dieses Phänomen wurde erst relativ spät entdeckt: Der japanische Geologe Naoto Hirano beschrieb Petit Spots erstmals systematisch im Jahr 2006 anhand von Funden im westlichen Pazifik.
Der entscheidende tektonische Hintergrundprozess ist die Biegung ozeanischer Lithosphäre im Vorfeld von Subduktionszonen. Wenn eine ozeanische Platte sich einer Tiefseerinne nähert, etwa am Japan-Graben, beginnt sie sich aufgrund der einsetzenden Subduktion nach unten zu krümmen. Diese Biegung erzeugt Dehnungsspannungen im oberen Bereich der Platte, insbesondere auf der Außenseite der Krümmung. Dabei entstehen Risse und Bruchsysteme, die bis in den oberen Mantel reichen können.
Diese strukturellen Schwächezonen ermöglichen es, dass kleine Mengen Mantelmaterial partiell aufschmelzen und als Magma aufsteigen. Im Gegensatz zu großvolumigem Vulkanismus an Plattengrenzen ist die Schmelzrate gering, was die geringe Größe der Petit Spots erklärt. Die Magmen nutzen die Frakturen als Aufstiegswege und eruptieren schließlich am Meeresboden, wo sie kleine, oft nur wenige Dutzend Meter Vulkankegel bilden. Die größten bislang entdeckten Petit-Spot-Vulkane sind einige hundert Meter hoch.
Ein weiterer wichtiger Aspekt dieser wenig erforschten Vulkanform der Tiefsee ist die Herkunft des Magmas. Geochemische Analysen zeigen, dass Petit-Spot-Laven teilweise aus relativ tiefen und bislang wenig erschlossenen Mantelbereichen stammen. Die Biegung der Platte fungiert gewissermaßen als „Ventil“, das Material aus dem oberen Mantel freisetzt, ohne dass ein klassischer Mantelplume erforderlich ist. Damit liefern Petit Spots wertvolle Hinweise auf die Zusammensetzung und Heterogenität des Erdmantels.
Tektonisch gesehen stellen Petit Spots somit eine Sonderform von intraplatten Vulkanismus dar, die direkt mit mechanischen Prozessen der Plattenverformung verknüpft ist. Sie zeigen, dass selbst alte, kalte Lithosphärenplatten nicht vollständig inaktiv sind, sondern unter geeigneten Spannungsbedingungen lokal Magmatismus erzeugen können.