In Nordwestiran zeichnet eine Kette aus Basalt, Gabbro und Granodiorit einen bislang übersehenen Vulkanbogen nach, der vor rund 100 Millionen Jahren aktiv war. Die Gesteine liegen heute weit auseinander und wurden von jüngeren Verwerfungen, Ablagerungen und Magmenkörpern überprägt. Altersmessungen an Zirkonen und chemische Fingerabdrücke verbinden die verstreuten Aufschlüsse dennoch zu einem gemeinsamen System. Damit taucht ein Abschnitt der Erdgeschichte wieder auf, der in bisherigen Karten des ehemaligen Neo-Tethys-Ozeans weitgehend fehlte.
An den trockenen Berghängen bei Misho, Sufian, Moro, Amand, Vanyar und Iskandar wirken die dunklen und hellen Gesteinspakete zunächst wie einzelne Fragmente einer komplizierten Landschaft. Ein internationales Team um den Geologen Ali Mohammadi von der Istanbul Technical University hat diese Aufschlüsse gemeinsam untersucht und darin die Reste eines eigenständigen kontinentalen Magmenbogens erkannt. Die Istanbul Technical University beschreibt den neu erkannten Gürtel als Aserbaidschanischen kontinentalen Magmabogen. Seine Aktivität konzentrierte sich auf einen geologisch kurzen Zeitraum vor ungefähr 101 bis 97 Millionen Jahren.
Damals lag Nordwestiran am Rand des Neo-Tethys-Ozeans, eines gewaltigen Meeresbeckens zwischen damaligen Kontinentblöcken. Eine ozeanische Platte sank dort unter kontinentale Kruste, ein Vorgang namens Subduktion; Wasser und andere flüchtige Bestandteile gelangten in den darüberliegenden Mantel, und Schmelzen stiegen nach oben. Solche Subduktionszonen erzeugen häufig lange Ketten von Vulkanen und tief erstarrten Magmenkörpern. Vom damaligen Vulkanbogen blieb jedoch kein geschlossenes Gebirge erhalten, sondern ein geologisches Puzzle aus Aufschlüssen, das erst durch Messdaten zusammenpasst.
Entlang der Siah-Cheshmeh-Khoy-Misho-Tabriz-Störungszone, die sich durch den Nordwesten des Iran zieht, untersuchten die Forscher vulkanische und plutonische Gesteine. Bei Sufian und Vanyar treten Basalte auf, bei Moro und Amand Gabbros, während Iskandar unter anderem Granodiorit liefert. Basalt entsteht aus schnell abkühlender Lava an oder nahe der Oberfläche; Gabbro und Granodiorit kristallisieren langsamer in der Tiefe. Zusammen bewahren diese Gesteine deshalb verschiedene Stockwerke desselben magmatischen Systems.
Die Altersbestimmung gelang über das Mineral Zirkon, dessen Kristalle beim Erstarren von Magma Uran einbauen und später als geologische Uhren dienen. Das Team bestimmte Uran-Blei-Alter und kombinierte sie mit Hafnium-Isotopen sowie der chemischen Zusammensetzung ganzer Gesteinsproben. Mehrere Gabbros und Granodiorite fallen dabei in das enge Zeitfenster von etwa 101 bis 97 Millionen Jahren. In den Messreihen erscheint außerdem ein chemisches Muster, wie es für Magmen typisch ist, die über einer abtauchenden Erdplatte entstehen.
Gerade die Kombination der Methoden macht den Befund belastbar. Ein einzelnes Gesteinsalter könnte auch zu einem lokalen Magmenkörper gehören, während eine einzelne chemische Signatur später verändert worden sein kann. Über mehrere Regionen hinweg zeigen Alter, Spurenelemente und Isotopenverhältnisse jedoch dieselbe tektonische Geschichte. Die Originalstudie in Geoscience Frontiers ordnet die Gesteine deshalb einem bislang nicht eigenständig erkannten kontinentalen Vulkanbogen zu.
Im Gelände ist diese Geschichte nicht als sauberer Halbkreis aus erloschenen Vulkanen zu sehen. Dunkle Basalte stehen neben stark verwittertem Gestein, grobkörnige Gabbros kommen an anderen Stellen an die Oberfläche, und helle Granodiorite schneiden ältere Einheiten. Feldaufnahmen aus der Studie zeigen kantige, zerbrochene Felsflächen und deutlich unterschiedliche Gesteinsfarben. Genau diese verstreute Erscheinung erklärt, warum der Zusammenhang lange verborgen blieb.
Hinzu kommt, dass Nordwestiran nach der Kreidezeit tektonisch weiter umgebaut wurde. Verwerfungen zerschnitten ältere Gesteinspakete, Erosion trug Teile ab, Sedimentbecken bedeckten andere, und im Eozän drangen erneut große Mengen Magma auf. Diese jüngere Magmenphase gehört zum bekannten Urumieh-Dokhtar-System und überprägte Teile der älteren Signale. Vergleichbare Prozesse können alte Vulkansysteme so stark verändern, dass nur isolierte Reste an der Oberfläche erhalten bleiben. Wie unterschiedlich Magma unter einem Vulkan gespeichert und später wieder zugänglich werden kann, zeigt auch die begehbare Magmakammer des Þríhnúkagígur auf Island, bei der ein außergewöhnlich erhaltener Hohlraum direkt sichtbar macht, was sonst meist nur aus Gestein rekonstruiert wird.
Der neu erkannte Vulkanbogen hilft dabei, die letzten Kapitel des Neo-Tethys-Ozeans genauer zu ordnen. Dieses Meer trennte über lange Zeit verschiedene Kontinentalblöcke, bevor seine ozeanische Kruste schrittweise in Subduktionszonen verschwand. Schließlich kollidierten Arabien und Eurasien, wodurch große Teile der heutigen Gebirgslandschaften vom östlichen Mittelmeer bis nach Westasien geprägt wurden. Der Iran liegt mitten in dieser komplizierten Kollisionszone und enthält deshalb Gesteine aus mehreren aufeinanderfolgenden tektonischen Phasen.
Die neue Rekonstruktion ergänzt zwei bereits bekannte große Magmengürtel, den Sanandaj-Sirjan-Magmenbogen und den Urumieh-Dokhtar-Magmenbogen. Der Aserbaidschanische Magmenbogen passt zeitlich und räumlich nicht einfach in eines dieser beiden Systeme. Stattdessen spricht die Studie für eine eigenständige Episode, in der sich die Lage der Subduktionszone und damit auch die Zone der Magmenbildung verschob. Als mögliche Ursache nennen die Autoren ein Zurückweichen der abtauchenden Platte, einen sogenannten Slab Rollback, der den Vulkanismus seitlich verlagern kann.
Solche Verschiebungen spielen sich über Millionen Jahre ab, hinterlassen aber messbare Unterschiede in den Gesteinen. Frühe Proben tragen stärker Merkmale einer jungen, vom Mantel gespeisten Magmenquelle, spätere Zusammensetzungen zeigen mehr Einfluss kontinentaler Kruste. In den Laboren wurden dafür unter anderem Röntgenfluoreszenz und massenspektrometrische Verfahren eingesetzt. Aus einer Handvoll grauer oder dunkler Proben entsteht so ein Bewegungsbild von Erdplatten, die längst verschwunden sind.
Besonders interessant ist die räumliche Anordnung der Fundorte entlang der Siah-Cheshmeh-Khoy-Misho-Tabriz-Störung. Mohammadi und seine Kollegen schlagen vor, dass diese Struktur eine tiefere tektonische Grenze markieren könnte, an der ehemals getrennte Krustenbereiche aneinandergefügt wurden. Eine solche Naht ist an der Oberfläche nicht wie eine Linie auf einer Karte zu erkennen; sie ergibt sich aus Gesteinsfolgen, Verwerfungen, Altersdaten und geochemischen Mustern. Der neue Vulkanbogen liefert deshalb nicht nur einen weiteren Namen für die geologische Karte, sondern einen möglichen Hinweis darauf, wo sich ein älterer Abschnitt des Neo-Tethys-Systems reorganisierte.
Die Autoren behandeln diese Deutung als geologisches Modell, nicht als vollständig freigelegte Struktur. Vom ursprünglichen Vulkanbogen fehlen große Abschnitte, und spätere Prozesse haben seine Geometrie verändert. Gerade deshalb ist die Verknüpfung vieler unabhängiger Messpunkte wichtig. Ein ähnliches Prinzip nutzen Geophysiker heute an aktiven Vulkanen, wenn sie verborgene Schmelzzonen aus seismischen Wellen rekonstruieren. Unter der japanischen Kikai-Caldera lässt sich so eine flache Magmakammer unter dem Meeresboden verfolgen; im Iran sind es dagegen erstarrte Gesteine, die ein längst erloschenes System nachzeichnen.
Der Fund verändert vor allem das Bild einer Region, deren Erdgeschichte bislang stärker von den jüngeren und auffälligeren Magmengürteln geprägt war. Zwischen den bekannten Systemen liegt nun eine zusätzliche Phase: Vor ungefähr 100 Millionen Jahren stieg entlang einer damaligen Plattengrenze Magma auf, erstarrte als Basalt, Gabbro und Granodiorit und wurde anschließend über viele Millionen Jahre zerbrochen, überdeckt und erneut von Magma durchsetzt. Dass diese Fragmente zusammengehören, wurde erst sichtbar, nachdem ihre inneren chemischen und isotopischen Muster nebeneinandergelegt wurden.
Für den Blick ins Gelände bleibt davon ein ungewöhnlicher Kontrast. Bei Sufian und Moro liegen dunkle Gesteine offen an trockenen Hängen, während bei Iskandar hellere Intrusionen aus der zerklüfteten Landschaft treten. Kein einzelner Fels verrät den Maßstab des Systems. Erst die Kette der Fundorte zeigt, dass diese verstreuten Aufschlüsse Überreste eines Vulkanbogens sind, der entstand, als zwischen Arabien und Eurasien noch Ozeanboden verschwand.
Geoscience Frontiers, The missing late Cretaceous magmatic arc in the Arabia-Eurasia collision zone (NW Iran): constraints from zircon geochronology, Hf isotopes, and geochemistry; doi:10.1016/j.gsf.2025.102205
Istanbul Technical University, İTÜ’nün Öncülüğündeki Uluslararası Ekip İran’da Yeni Bir Volkanik Kuşak Keşfetti
Mit KI-Unterstützung erstellt
Wählen Sie Forschung und Wissen bei Google als bevorzugte Quelle oder folgen Sie uns per RSS-Feed.
