Die mittelozeanischen Rücken (MOR) umspannen die ganze Erde. An den mittelozeanischen Rücken bewegen sich die tektonischen Platten auseinander (Sea Floor Spreading) und neue ozeanische Kruste wird gebildet. Magma tritt aus Magmakammern aus und wird durch das Meerwasser abgeschreckt und abgekühlt. Die dabei entstehenden Basalte heißen mid ocean ridge basalt (MORB) und erstarren bei geeigneten Bedingungen als Pillow-Laven (Kissenlaven). Durch die Zirkulation des Meerwassers entstehen Black Smoker (Schwarze Raucher), aus denen heiße Wässer reich an Metall-Ionen austreten. Dieser Prozess wird hydrothermale Metamorphose genannt, wodurch der schwarze Basalt zu einem grünen Gestein, dem Spilit (alter und regionaler Name: Diabas), umgewandelt wird.

Mittelozeanische Rücken (MOR)

Die Mittelozeanischen Rücken (MOR) wurden in den 50er Jahren des 20. Jahrhundert als ein zusammenhängendes System von weltumspannenden ozeanischen Rückensystemen von etwa 70 000 km Länge erkannt.

Die atlantischen und indischen Rücken verlaufen symmetrisch zu den benachbarten Kontinenten. Der ostpazifische Rücken hingegen erstreckt sich asymmetrisch im Pazifik mit zwei Armen, die in Richtung Südamerika reichen. Der ostpazifische Rücken verläuft nach Norden durch Nordamerika hindurch und bildet dort die San-Andreas-Fault. An wenigen Stellen hat sich der Mittelozeanische Rücken über den Meeresspiegel erhoben, so zum Beispiel Island.

Aufbau, Morphologie und hydrothermales Wasser

Aufbau der ozeanischen Rücken

An den Rücken driften die ozeanischen Platten auseinander und Magma steigt aus der Magmakammer auf, die vom Erdmantel gespeist wird.

Unter den Rücken befindet sich eine basaltische Magmakammer, aus der Magma in die Riftstruktur intrudiert und dort zu Gängen erstarrt. Dieser sich bildende Gesteinskomplex wird Sheeted-Dyke-Komplex genannt. Darüber bildet sich am Meeresboden ausfließende Schicht- und sogenannte Pillowlava. Als letzte Lage der ozeanischen Kruste lagern sich Tiefseesedimente ab. Durch in das Gestein eindringendes Meerwasser kühlt die Dachregion der Magmakammer ab, so dass das basaltische Magma langsam zu Gabbro erstarrt.

In der Magmakammer lagert sich durch die Differentiation Peridotit ab. Auf dem Festland untersuchte Ophiolithkomplexe (Ophiolith = Schlangenstein) haben den Geologen geholfen, den Aufbau der ozeanischen Kruste zu verstehen. Diese Ophiolithe werden als ozeanische Lithosphäre, die auf Land geschoben wurde, angesehen. Der berühmteste Ophiolithkomplex ist der Troodos-Komlex auf Zypern.

Morphologie und Tektonik

Die mittelozeanischen Rücken liegen in einer Tiefe von 2500 m unter NN. Der Meeresboden sinkt zu den Tiefsee-Ebenen auf 5000 m ab, weil die ozeanische Lithosphäre abkühlt und an Mächtigkeit zunimmt.

Dazu benötigt der ozeanische Rücken 50-80 Mio. Jahre, d.h. der Rücken ist nach dieser Zeit topographisch nicht wieder zu erkennen.

Der Mittelatlantische Rücken ist durch viele Transformstörungen in Segmente unterteilt. Dieser ozeanische Rücken entwickelt eine 35 Kilometer breite und 1,5 bis 3 Kilometer tiefe Grabenzone mit steilen Innenwänden und flachen Flanken bei niedrigen Spreizungsraten. Der Ostpazifische Rücken bildet bei meist hohen Spreizungsraten ein 30 km breites und 500 m hohes Hochgebiet.

An den Mittelozeanischen Rücken bilden sich Hunderttausende von Seamounts. Im Atlantik sind die Seamounts aufgrund der niedrigen Spreizungsraten bis 250 Meter hoch, einen Kilometer breit und bis fünf Kilometer lang. Am Ostpazifischen Rücken sind die Vulkane den Schildvulkanen ähnlich, sie sind einen bis zwei Kilometer breit, aber bis 100 Kilometer lang.

Hydrothermale Wässer

Schon zu Anfang der 70er Jahre fiel auf, dass die Wärmeflussdichte an den Mittelozeanischen Rücken viel geringer als erwartet ist. Dieses Phänomen wurde durch das Eindringen von Meerwasser in den geklüfteten Basalt erklärt, der beim Abkühlen Risse bekommt, da sich das Volumen verringert.  Nach Aufheizen durch die Magmakammern tritt das Meerwasser als hydrothermales Wasser durch die 1979 erstmals entdeckten Black Smokers wieder aus. Auf dem Weg durch den Basalt reagiert Meerwasser mit dem Gestein, es findet eine Hydrometamorphose (auch Metasomatose oder Ozeanbodenmetamorphose genannt) statt: Olivin + Wasser --> Serpentin + Brucit. Dabei entsteht aus dem schwarzen Basalt ein grünes Gestein, der Spilit (alte und regionale Bezeichnung: Diabas. Nicht zu verwechseln mit der amerikanischen Bezeichnung für grobkörnigen Basalt). Der Spilit wird aufgrund der Farbe auch Grünstein genannt, da er viele Mineralien enthält, die das Gestein grün färben (z.B. Epidot, Olivin, Serpentine, Brucit, Aktinolith, Pumpeliit usw.).

Die Black Smokers sind 10 Meter hohe und 0,4 Meter breite Kamine oder Schlote, die ganz aus Erzmineralen bestehen. Aus den Black Smokers schießt Wasser reich an Fe, Mn, Zn und Cu mit 200° bis 350° C und 2 bis 3 m/s in das kalte Meerwasser.

Durch Abkühlung und Übersättigung bilden sich über den black smokers schwarze Wolken aus Erzmineralen. Diese sinken ab und bilden Hügel um die Kamine. Um die Smokers herum lebt eine anaerobe Fauna, die aus Bakterien bestehen, die den Schwefelwasserstoff oxidieren, der aus den Kaminen austritt. Die black smokers bilden sehr große Erzlagerstätten, die allerdings bis jetzt nur abgebaut werden, wenn sie auf eine kontinentale Kruste aufgeschoben wurden wie z.B. in Zypern.