Crustal Structure of the Middle Mariana Arc-Back-Arc System : Island Arc Crust versus Continental Crust

Die kontinentale Kruste prägt unseren Planeten, doch ihre Entstehung ist bis heute umstritten. Intraozeanische Inselbögen gelten als Schlüsselbereich, da sie über Subduktionszonen neue Kruste erzeugen und basaltische ozeanische Lithosphäre in kontinentalähnliche Zusammensetzungen umwandeln. Die Dissertation untersucht diese Prozesse anhand aktiver seismischer Methoden, vor allem seismischer Tomographie und Vorwärtsmodellierung, angewendet auf Fallstudien im zentralen Marianen-Inselbogen–Back-Arc-System, auf die subduzierende Platte vor der Küste von Costa Rica sowie auf Fluidsysteme im nördlichen Schwarzen Meer. Die seismischen Daten zeigen, dass sich im Donaufächer des Schwarzen Meeres selbst hydratationsarme Randbecken detailliert bezüglich Fluidmigration und Hanginstabilität abbilden lassen. Im zentralen Marianenbecken führt die Entwicklung von symmetrischem Rifting zu asymmetrischer Spreizung, gesteuert durch Mantelheterogenität, fluide Einträge aus der subduzierenden Platte und die Dynamik von einer Doppelsubduktion. Im zentralen Marianenbogen weist die Tomographie auf eine ausgeprägte felsische Mittelkruste und eine graduelle Mantelübergangszone hin, was auf rasche magmatische Differentiation und Schmelzakkumulation schließt, die die Kruste in Richtung kontinentaler Zusammensetzungen entwickeln. Vor der Küste von Costa Rica zeigt sich, dass subduzierte Tiefseeberge und biegungsbedingte Verwerfungen die Hydration der Platte stark erhöhen und den Eintrag flüchtiger Stoffe in das Subduktionssystem intensivieren. Insgesamt belegt die Arbeit, dass kontinentale Kruste nicht durch einen einzelnen Prozess entsteht, sondern durch das Zusammenspiel von Hydration, Mantelheterogenität, Magmatismus und Back-Arc-Dynamik. Subduktionszonen formen, differenzieren und recyceln dabei die grundlegenden Bausteine der kontinentalen Kruste.