Studie hält seismische Bursts für Hinweise auf bevorstehende phreatische Eruptionen in den Campi Flegrei
Während die seismische Krise in den Campi Flegrei weiterhin anhält, wurde eine Studie veröffentlicht, die bei den Anwohnern der süditalienischen Caldera kaum für Beruhigung sorgen dürfte. Die Studie entstand unter Mitwirkung zahlreicher INGV-Wissenschaftler unter Zusammenarbeit mit Forschern des Nationalen Forschungsrates und wurde am 11. Februar auf nature.com veröffentlicht. Die Autoren analysieren die Geschehnisse in der Caldera detailliert und identifizieren zwei Hauptzonen in der Depression, in denen sich die meisten Erdbeben ereignen und die stärkste Bodenhebung stattfindet. Beide Zonen lassen sich mit Ellipsen umreißen: Die kleinere Zone befindet sich im Golf von Pozzuoli, die größere umfasst eine Region, in der sich nicht nur die Altstadt und der Hafen von Pozzuoli befinden, sondern auch der Solfatara-Krater mit dem Thermalgebiet von Pisciarelli. Meiner Meinung nach wurde eine dritte Zone übersehen, die sich südöstlich von Pozzuoli erstreckt.
In der Studie heißt es, dass während der Bradyseismos-Phasen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts und in der aktuellen Phase die größten Bodenhebungen stets im geografischen Zentrum der Caldera gemessen wurden. Dieses Zentrum liegt in der Hafengegend, wo sich die oft zitierte Messstation RITE befindet. Durch die Bodenerhebung entsteht ein radiales Deformationsmuster in Richtung der Calderaränder. Die Bodenhebung an der RITE-Messstation beträgt mittlerweile rund 140 Zentimeter. Während die aktuelle Hebungsphase im Jahr 2006 erstmals messbar wurde, stoppte die zuvor beobachtete Subsidenz bereits ein Jahr zuvor. Seitdem wurden bis 2024 etwa 18.500 Erdbeben registriert. Das stärkste ereignete sich im Mai 2024 mit einer Magnitude von 4,4. Beim aktuellen Schwarm erreichten die beiden stärksten Beben eine Magnitude von 3,9.
Die Forscher führten eine detaillierte Analyse der Bebensequenzen zwischen 2021 und 2024 durch, in denen sich die seismische Aktivität signifikant steigerte. Demnach handelte es sich bei den meisten Erdbeben um vulkanotektonische Erschütterungen, die durch Gesteinsbruch infolge von Fluidbewegungen entstehen. In Schwärmen folgen die einzelnen Beben im Durchschnitt in Zeitabständen von 200 Sekunden. Die Forscher identifizierten jedoch auch Bebensequenzen, in denen die Erschütterungen so schnell hintereinander auftraten, dass ihre Signale im Seismogramm unter Umständen nicht vollständig voneinander zu trennen waren. In diesen Sequenzen folgten die Beben in Abständen von nur wenigen Sekunden aufeinander. Diese Erdbebensequenzen bezeichnen die Forscher als seismic bursts. Sie treten überwiegend im Pisciarelli-Gebiet auf, aber auch direkt unter der Solfatara, insbesondere im Bereich des Monte Olibano.
Die seismic bursts stehen im Zusammenhang mit Erdbebenschwärmen und konzentrieren sich entlang der Biegezone zwischen dem stark verformten zentralen Teil der Caldera und dem weniger deformierten äußeren Bereich. Die übergeordnete Seismizität wird als spröde Reaktion der Krustengesteine auf eine primäre Verformungsquelle in etwa 3800 m Tiefe interpretiert. Die genaue Natur dieser Quelle bleibt unklar – sie könnte eine Ansammlung magmatischer Flüssigkeiten, die Ausdehnung eines porösen Mediums unter Druck oder eine Magmaintrusion sein.
In weiteren Untersuchungen konzentrierten sich die Forscher auf zwei dieser stoßartigen Erdbebensequenzen, die mich ein wenig an Tremor erinnern und offenbar auch beim aktuellen Schwarmbeben vor Santorin auftraten. Die beiden detailliert analysierten Sequenzen manifestierten sich in der Region Solfatara-Mt. Olibano, wiesen jedoch unterschiedliche Tiefenverteilungen auf. Die Sequenz vom 12. Oktober 2023 (10 Ereignisse) konzentrierte sich auf Tiefen von 700–900 m unter dem Monte Olibano, während sich die Schwarmsequenz vom 14. April 2024 (37 Ereignisse) auf Tiefen von 730–2870 m erstreckte und stärker unter dem Solfatara-Krater verteilt war, mit einer Tendenz in Richtung Pisciarelli. Dies deutet darauf hin, dass beide Sequenzen dieselbe Quellregion haben, jedoch unterschiedliche räumliche Muster aufweisen – beeinflusst durch die geologischen Strukturen der Lavadome am Monte Olibano und des hydrothermalen Systems.
Im Bereich des Monte Olibano -an dessen Fuß außerhalb des Solfatarakraters das Pisciarelli-Gebiet liegt- wurde in einer anderen Studie aus dem Jahr 2023 eine Schwereanomalie festgestellt. Hier hebt sich der Boden langsamer als in den umliegenden Gebieten. Im vergangenen Jahr verlangsamte sich die Bodenhebung weiter. Inzwischen beträgt die Differenz zwischen der erwarteten und der tatsächlich gemessenen Hebung 11 Zentimeter. Die Forscher konnten eine Korrelation zwischen der Verlangsamung der Bodenhebung in der Schwereanomalie und einer Zunahme der Erdbeben in derselben Region feststellen. Gleichzeitig stieg in der Solfatara und dem angrenzenden Thermalgebiet von Pisciarelli der Kohlendioxidausstoß auf Werte, die für aktive Vulkane mit offenem Fördersystem typisch sind. Zudem nahmen die Temperaturen der Flüssigkeiten und Gase in den Thermalgebieten von Solfatara und Pisciarelli zu.
Seismic bursts sind auch von anderen Calderavulkanen mit großen Hydrothermalsystemen bekannt. Es gibt Hinweise darauf, dass sie durch das Einspritzen von Fluiden entstehen, die unter hohem Druck in das Hydrothermalsystem eindringen. Sie werden als mögliche Vorläufer phreatischer Eruptionen interpretiert. Eine Zunahme dieser Bebensequenzen könnte auf ein steigendes Risiko solcher dampfgetriebenen Eruptionen hindeuten.
Die Forscher der Studie benennen die Ursache für die Schwereanomalie nicht eindeutig. Sie könnte jedoch bereits auf eine oberflächennahe Magmaintrusion hinweisen.
Geophysiker hebt lange Pausen des Bradyseismos hervor
Was bislang ebenfalls nicht thematisiert wurde, ist der Umstand, dass es vor den Bradyseismos-Phasen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts lange Zeit überhaupt keine vergleichbaren Hebungs- und Senkungsphasen in der Caldera gab. Die Öffentlichkeit wurde in dem Glauben gelassen, dass der Bradyseismos quasi kontinuierlich abläuft. Doch laut einem Beitrag des Geophysikers Giuseppe De Natale soll das gar nicht der Fall gewesen sein. Er schrieb, dass es zwar vor und nach dem letzten Ausbruch von 1538 Erdbeben und Bodendeformationen gab, die jedoch um 1580 endeten. Danach blieb es über 400 Jahre lang ruhig. Erst in den 1950iger-Jahren begannen neue Bradyseismos-Phasen, auf die man sich immer bezieht, wenn man von diesem Phänomen spricht. Auch zwischen dem 8. Jahrhundert v. Chr. und etwa 1430 soll es keine größeren Erdbeben und Bodendeformationen gegeben haben. Glaubt man De Natale, dann verlief wohl auch die Zeit vor der (phreatischen) Eruption im Jahr 1198 still oder es wurden einfach keine Hinweise auf Unruhen dokumentiert und überliefert.
Meine Einschätzung der Situation
Während Wissenschaftler im Endeffekt immer nur das aussprechen dürfen, was sie mit wissenschaftlichen Methoden beweisen können, sieht es für Journalisten und Blogger anders aus, denn sie dürfen am Ende ihrer Berichterstattung auch eine persönliche Lageeinschätzung vornehmen. Jahrelang gehörte ich zu den Leuten, die die Bälle in Bezug auf die Phlegräischen Felder eher flach gehalten haben und eine bevorstehende Eruption zwar nicht ausgeschlossen haben, aber für eher unwahrscheinlich hielten. Die Steigerung der seismischen Aktivität insbesondere seit dem letzten Jahr und der Zuwachs an wissenschaftlichen Erkenntnissen lassen mich aber mittlerweile zu dem Schluss kommen, dass sich der Calderavulkan langfristig betrachtet auf eine Eruption vorbereitet. Über Größe und Zeitpunkt einer Eruption lässt sich nur spekulieren. Um das beurteilen zu können, fehlen sowohl Daten als auch Erfahrungswerte, schließlich brechen die großen Aschestrom-Calderavulkane vergleichsweise selten aus. Es könnten noch Jahrzehnte vergehen, bevor es zu einem größeren Ausbruch kommt, oder nur Stunden bis zu einer kleineren phreatischen Eruption. Grund zur Panik besteht zwar nicht, aber Vorsicht ist allemal geboten.
(Quelle der Studie: nature.com, Quelle des Posts von Giuseppe de Natale)