In seltenen Fällen findet sich in einem Mantelperidotit auf den Korngrenzen von Olivinen (weiß) Schmelze (bräunlich); Dünnschliffphoto

Die Entwicklung des Erdmantels unter der Eifel

Die in der Eifel gefundenen Mantelfragmente lassen sich grob in drei Gruppen einteilen:

• Da sind zum einen die Gesteine, aus denen keine basaltischen Schmelzen mehr entstehen können. Diese haben offenbar wichtige Elemente bei früheren Schmelzereignissen verloren. Solche Mantelperidote werden als "verarmt" bezeichnet. Sie enthalten besonders hohe Gehalte an Olivin; die Klinopyroxen-Gehalte sind niedrig, in manchen Proben fehlt er ganz (Klinopyroxen enthält ja wichtige Komponenten von Basalten, nämlich Kalzium, Natrium und Aluminium). Wann diese früheren Schmelzereignisse stattgefunden haben kann nicht sicher bestimmt werden; einige Daten deuten an, daß sich diese Prozesse vor einigen hundert Millionen Jahren abspielten.
• Die zweite große Gruppe sind die Peridotite, die aus den für Mantelperidotite typischen Mineralen Olivin, Orthopyroxen, Klinopyroxen und Spinell bestehen. Sie haben in früherer Zeit nur wenig Schmelze geliefert (oder die verlorenen Elemente wurden später durch andere Prozesse wieder zugeführt).
• Die dritte Gruppe der Mantelperidotite enthält die wasserhaltigen Minerale Amphibol oder Phlogopit, manchmal auch beide Minerale. Hierbei handelt es sich um Mantelgesteine, die von Schmelzen unbekannter Herkunft infiltriert wurden. Diese Schmelzen könnten zum Beispiel in einem aufsteigenden Mantel-Plume entstanden sein und durch ihre geringe Dichte schneller als dieser in die obersten Mantelbereiche aufgestiegen sein. Sie können auf Korngenzen den obersten Mantel infiltriert haben (Foto links oben) oder auch auf kleinen Gängchen, die jetzt von den neugebildeten Mineralen Amphibol und Phlogopit ausgefüllt sind (Foto links unten). Solche Mantelgesteine werden als "angereichert" bezeichnet.

Wir können aus dieser Vielfalt Folgendes schließen:

• Verschiedene Bereiche des Erdmantel unter der Eifel sind zu früheren Zeiten der Erdgeschichte teilweise aufgeschmolzen gewesen und sind durch Magma-Extraktion verarmt. Manche Gesteine haben viel, andere wenig Magma "verloren".
• Teile des Mantels unter der Eifel sind durch eindringende Schmelzen an bestimmten Elementen angereichert worden, vor allem Kalium und Titan. Gegenwärtige Untersuchungen konzentrieren sich auf die Fragen, ob es mehrere Episoden der Anreicherung gegeben hat und wie die Schmelzen, die für die Anreicherung verantwortlich sind, zusammengesetzt waren.

Wie ist nun der heutige Zustand des Mantels unter der Eifel? Ist zu erwarten, daß sich weiterhin Magma bildet und daß es zu weiteren Vulkanausbrüchen kommt?. Dies zu untersuchen ist das Ziel des Eifel-Plume Projekts.