Die Rolle der volatilen Elemente im Magmatismus der Kamerun-Linie

• Antragstellerin: Dr. Froukje van der Zwan
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254022072

Die Kamerun-Linie (CVL) ist eine, seit ca. 40 Ma aktive, 1600km lange Vulkankette, die sich vom Golf von Guinea bis in das Innere des afrikanischen Kontinents erstreckt. Die CVL ist die weltweit größte, aktive intrakontinentale vulkanische Provinz. Der Mt Cameroon ist mit mehr als 4000m Höhe der größte Vulkan der CVL und mit sieben Ausbrüchen alleine im 20. Jhd. einer der aktivsten Vulkane der Welt. Fast eine halbe Million Menschen siedeln am oder um Mt Cameroon. Potenziell gefärdet durch den Vulkan sind auch Kameruns einzige Ölraffinerie und Tiefwasserhafen. Das Wissen, wie und warum dieser und andere Vulkane entlang der CVL ausbrechen, ist darum sowohl von wissenschaftlicher als auch von gesellschaftlicher Relevanz.Dennoch ist die Ursache für den CVL-Magmatismus nicht vollständig verstanden, und kann allein mit Plattentektonik und Hotspot Theorien nicht erklärt werden. Obwohl die CVL die Kontinent-Ozean Grenze kreuzt gibt es weder Änderungen in der magmatischen Signatur noch ist eine Altersprogressivität der Vulkane erkennbar, wie es bei Hotspot-Vulkanismus zu erwarten wäre. Im Gegensatz zum Ost-Afrikanischen Rift kann auch Kontinentalrift für die CVL nicht als alleinige Ursache des Vulkanismus angesehen werden, da die Vulkane der CVL nicht im Graben sondern auf Hebungen gebildet wurden. Auch das Modell einer "Hotline" ist wenig plausibel, da eine <300 km tiefe Wärmequelle nur schwer über >40 Mio. Jahre aufrecht zu erhalten ist. Mantelkonvektion an der Grenze des Kongo-Kraton oder der Ozean-Kontinent Grenze könnte für die Wärmequelle verantwortlich sein, jedoch ist der Mangel an ähnlichen vulkanischen Linien an anderen Ozean-Kontinent Grenzen oder präkambrischen Kraton-Rändern ein Argument dagegen.Keines der bisher vorgeschlagenen Modelle, welche sich auf Dekompression oder Aufheizung als Hauptursachen der Schmelzen konzentrierten, kann den CVL Vulkanismus überzeugend erklären. Wir schlagen daher vor zu untersuchen, ob eine erhöhte Aktivität volatiler Elemente im Mantel für diese ausgedehnte, langlebige vulkanische Provinz verantwortlich sein könnte. Dies wäre eine realistische Erklärung, da selbst geringste Spuren volatiler Elemente den Mantelsolidus senken können und die CVL ohnehin in enger Beziehung zu hohen Volatilgehalten, insbesondere CO2, steht. Ein tragisches Beispiel hierfür gibt die Entgasung des Nyos-Sees 1986, bei der 1700 Menschen starben. Darüber hinaus wurden relativ hohe Gehalte volatiler Elemente in Mt Cameroon Laven gemessen. Wir beabsichtigen, die ursprünglichen Volatilkonzentrationen der ersten, tiefen Schmelzen mit Hilfe von Haupt-, und Spurenelementanalytik sowie der Untersuchung volatiler Elemente in Schmelz- und Fluideinschlüssen der CVL-Magmen zu bestimmen. Darüber hinaus wollen wir den Ursprung volatiler Elemente durch die Untersuchung ihrer Konzentration entlang der CVL untersuchen und durch Messung radiogener und stabiler Isotope (Kohlenstoff, Sauerstoff) mögliche Quellen für die Volatile identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kamerun
• Beteiligte Personen: Dr. Carl-Dieter Garbe-Schönberg; Privatdozent Dr. Thor Henrik Hansteen; Professor Dr. Emmanuel Suh