Vulkanologie: Neues aus Wissenschaft und Forschung

In dieser Kategorie lest ihr über neue Forschungsergebnisse der Geowissenschaftler, die in Studien zur Vulkanologie und Seismologie veröffentlicht wurden.

Türkei: Erdbeben wandern Richtung Istanbul

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Erdbebenserie an Marmara-Verwerfung wandert ostwärts – Gefahr für Istanbul wächst

Eine neue Studie liefert wichtige Erkenntnisse über die seismische Entwicklung entlang der Marmara-Verwerfung in der Türkei. Unter der Leitung von Prof. Dr. Patricia Martínez-Garzón vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geowissenschaften in Potsdam haben internationale Forschende seismischer Daten der letzten 20 Jahre neu ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass Erdbeben mit einer Magnitude von über 5 seit 2011 systematisch ostwärts in Richtung Istanbul wandern.

Der vorläufige Höhepunkt dieser Serie war das starke Erdbeben der Magnitude 6,2 vom April 2025, das im sogenannten Übergangsabschnitt der Verwerfung südwestlich von Istanbul stattfand. Dieses Beben ist das stärkste Ereignis an der Marmara-Verwerfung seit mehr als 60 Jahren gewesen.

Die Forschenden erklären, dass sich die Verwerfung aus verschiedenen Segmenten zusammensetzt, die sich mechanisch unterschiedlich verhalten. Einige Abschnitte „kriechen“ – das bedeutet, dass sich die Erdplatten dort langsam und kontinuierlich aneinander vorbeibewegen, ohne ein großes Erdbeben auszulösen. In diesen kriechenden Bereichen wird nur ein Teil der aufbauenden tektonischen Spannung gespeichert. Andere Segmente, wie der Bereich direkt südlich von Istanbul, sind hingegen „verhakt“: Dort verhaken sich die Platten fest ineinander und speichern dadurch viel mehr Energie. Sobald sich diese Energie plötzlich löst, kann es zu einem starken Erdbeben kommen.

Die Erdbebenserie bewegt sich von den kriechenden Abschnitten im Westen langsam in Richtung der verhakten Segmente östlich, die große Mengen Energie angesammelt haben und somit potenziell für schwere Beben verantwortlich sind.

Die Analyse zeigt außerdem, dass die Erdbeben und ihre Nachbeben hauptsächlich ostwärts in Richtung Istanbul wandern. Das starke April-Beben erzeugte energiereiche seismische Wellen bevorzugt in östlicher Richtung – ein Effekt, der als „Direktivität“ bezeichnet wird. Sollte ein großes Beben unmittelbar vor Istanbul beginnen, könnten die Erschütterungen dort besonders stark sein.

Die Studie betont die Dringlichkeit, die Marmara-Verwerfung besser zu überwachen. Dazu sollen zusätzliche Bohrloch-Seismometer, Meeresbodenstationen und moderne Glasfasersensoren zum Einsatz kommen. Dies ermöglicht Frühwarnsysteme, die im Ernstfall wertvolle Sekunden oder Minuten für Schutzmaßnahmen liefern können.

Prof. Martínez-Garzón erklärt: „Unsere Forschung zeigt, welche Bereiche der Verwerfung zunehmend unter Spannung stehen – das hilft, das Risiko für Istanbul besser einzuschätzen, auch wenn wir noch nicht genau vorhersagen können, wann das nächste große Beben kommt.“

Mit rund 18 Millionen Einwohnern gilt Istanbul als hochgefährdet durch mögliche Großbeben entlang der Marmara-Verwerfung – eine der wichtigsten seismischen Gefahrenzonen Europas.

Quelle: Pressemeldung GFZ. Studie: P. Martínez-Garzón et al., Progressive eastward rupture of the Main Marmara Fault towards Istanbul, Science 10.1126/science.adz0072 (2025).

Magmalink zwischen Sakurajima und Kirishima nachgewiesen

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Verborgene Vulkanverbindungen: Neue Studie zeigt überraschenden Magmalink zweier Vulkane im Süden Japans

Japan gilt als eine der aktivsten vulkanischen Regionen des Pazifischen Feuerrings, wobei besonders die Vulkane im Süden als ausgesprochen aktiv und gut erforscht gelten – und doch überrascht die Wissenschaft immer wieder mit neuen Erkenntnissen darüber, wie komplex das unterirdische System der Insel Kyūshū tatsächlich ist. Eine Studie eines Forscherteams um E. Brothelande von der University of Miami zeigt, dass zwei der bedeutendsten Vulkane der Region – die Aira-Caldera mit dem aktiven Sakurajima sowie die Kirishima-Vulkangruppe – tiefer miteinander verbunden sein könnten, als bislang angenommen.

Blitz am Sakurajima. © Marc Szeglat

Die Aira-Caldera liegt im Süden Kyūshūs, eingebettet in die Meeresbucht von Kagoshima. Der eindrucksvolle Stratovulkan Sakurajima dominiert hier nicht nur die Landschaft, sondern auch den Alltag der Bevölkerung: Mehrmals pro Woche – oft sogar mehrmals am Tag – kommt es zu kleineren Explosionen und Ascheemissionen. Die Aktivität ist anhaltend, aber vergleichsweise moderat, wobei GPS-Messungen über viele Jahre eine stetige Inflation des tieferliegenden Magmareservoirs belegen, was ein Hinweis darauf ist, dass kontinuierlich Magma aus dem Mantel in das System nachströmt.

Rund 60 Kilometer nordöstlich erhebt sich die Kirishima-Vulkangruppe, ein Komplex aus mehr als 20 einzelnen Vulkanzentren. Besonders bekannt ist der Shinmoedake, der 2011 und 2017 mit einer Serie explosiver Ausbrüche und starkem Lava-Dom-Wachstum international Aufmerksamkeit erregte. Seitdem zeigt das System immer wieder Phasen erhöhter Aktivität mit explosiven Eruptionen, so auch 2025. Messdaten deuten auf ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Magmazufuhr und periodischer Entgasung hin.

Die beiden Vulkane liegen in der Kagoshima-Rift-Zone. Sie bildet eine lokal ausgeprägte Dehnungszone im südlichen Kyūshū, die eng mit der Dynamik des Back-Arc-Rifts infolge der Subduktion am Ryūkyū-Graben verknüpft ist. Die beiden Vulkane haben also eine tektonische Verknüpfung.

Die neue Studie analysierte geodätische Messungen aus den Jahren um die Shinmoedake-Eruption von 2011. Zu dieser Zeit war auch der Sakurajima sehr aktiv. Computermodellierungen der Daten lieferten ein Ergebnis, das ebenso erstaunlich wie eindeutig ist: Während das Kirishima-System im Jahr 2011 schlagartig Magma freisetzte und inflationäre Bodenhebung zeigte, setzte in der Aira-Caldera fast zeitgleich eine deutliche, zuvor Deflation ein und der Boden, der sich zuvor 20 Jahre lang gehoben hatte, begann sich zu senken. Die Forscher schlussfolgern daraus, dass beide Systeme durch ein gemeinsames tiefes Reservoir verbunden sein könnten. Magma scheint – zumindest episodisch – zwischen den Vulkanen „umzupumpen“, was bedeutet, dass Aktivität an einem Vulkan unmittelbare Auswirkungen auf den anderen haben kann.

Für die Region Kyūshū bedeutet dies eine wichtige Erweiterung des bisherigen Gefahrenbildes. Die Vulkane arbeiten offenbar nicht isoliert, sondern als Teile eines vernetzten Systems. Eine zukünftige größere Eruption könnte daher nicht nur lokal, sondern regional beeinflusst werden – ein Aspekt, der für das vulkanologische Monitoring und für den Zivilschutz gleichermaßen relevant ist.

Die angewandten Techniken der Forschung lassen sich vielleicht auch an anderen Vulkanen anwenden, denn es gibt mehrere benachbarte Vulkane, bei denen man seit langem vermutet, dass die Magmenreservoire verlinkt sein könnten. Zu diesen Feuerbergen zählen unter anderem Mauna Loa und Kilauea (wo die Verlinkung inzwischen ebenfalls nachgewiesen wurde), als auch der Vesuv und die Campi-Flegrei-Caldera.

Quelle: Brothelande, E., Amelung, F., Yunjun, Z. et al. Geodetic evidence for interconnectivity between Aira and Kirishima magmatic systems, Japan. Sci Rep 8, 9811 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-28026-4, Lizenz der CC

Vulkanausbruch könnte für Pestausbreitung verantwortlich sein

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Wie ein rätselhafter Vulkanausbruch möglicherweise die Pest nach Europa brachte

Eine neue Studie internationaler Klimaforscher wirft ein überraschendes Licht auf den Ausbruch des Schwarzen Todes im 14. Jahrhundert. Lange galt die Pest – eine der tödlichsten Pandemien der Menschheitsgeschichte – vor allem als biologisches und soziales Ereignis. Die jetzt veröffentlichte Analyse zeigt jedoch: Am Anfang könnte eine großer Vulkanausbruch gestanden haben, der das Klima Europas dramatisch veränderte und eine folgenschwere Kettenreaktion auslöste.




Die Forscher Martin Bauch vom Leibniz‑Institut für Geschichte und Ulf Büntgen der University of Cambridge widmeten sich in ihrer Studie „Climate-driven changes in Mediterranean grain trade mitigated famine but introduced the Black Death to medieval Europe“ der Frage nach dem Ursprung der „Kleinen Eiszeit des Mittelalters“, die schon seit längerem im Verdacht steht, die Ausbreitung der Pest in Europa begünstigt zu haben.

Ausgangspunkt ihrer Studien ist eine deutliche Schwefeldioxid-Signatur in arktischen und antarktischen Eisbohrkernen, datiert auf etwa 1345. Solche Signale entstehen, wenn gewaltige Vulkane große Mengen Schwefel in die Stratosphäre schleudern. Laut den Autoren deutet die geochemische Verteilung darauf hin, dass die Eruption in den Tropen stattfand – der exakte Vulkan bleibt jedoch unbekannt. Die Folgen waren eindeutig: Die Atmosphäre trübte sich ein, die Sonneneinstrahlung sank, und in Südeuropa setzten mehrere Jahre ungewöhnlich kühler und feuchter Sommer ein.

Abkühlung

Diese Abkühlung fällt in die Frühphase der Kleinen Eiszeit, jener mehrere Jahrhunderte andauernden Klimaperiode, in der Europa regelmäßig von extremen Witterungslagen heimgesucht wurde. Um 1345 führten die abrupten Temperaturstürze zu massiven Ernteausfällen, besonders im Mittelmeerraum. Staaten wie Venedig und Genua standen plötzlich vor drohenden Hungersnöten – und reagierten mit einer stark intensivierten Einfuhr von Getreide aus dem Schwarzmeergebiet.

Was als Notmaßnahme gegen die Nahrungskrise gedacht war, eröffnete jedoch ungewollt einen neuen Transportweg für Krankheitserreger. Mit den Getreideladungen gelangten vermutlich auch flohbefallene Ratten an Bord der Handelsschiffe. Genau auf diesen Routen breitete sich wenige Jahre später die Pest rasend schnell aus und erreichte 1347 die Häfen des Mittelmeers. Von dort überrollte sie ganz Europa.

Die Studie verbindet damit die klimatischen Folgen einer großen Eruption, wirtschaftliche Zwänge und die pandemische Dynamik der Pest zu einer einzigen Ursache-Wirkungs-Kette. Sie zeigt, wie eng Klima, Handel und Seuchenausbreitung miteinander verwoben sein können – und wie ein nicht dokumentierter Ausbruch am anderen Ende der Welt der Geschichte eine neue Richtung geben könnte.

Nur 17 Jahre später als die Datierungen der Eisbohrkerne ergeben, brach auf Island der Öræfajökull aus und verursachte eine katastrophale Hungersnot auf Island.

(Quellenangabe: Bauch, M. & Büntgen, U. «Climate-driven changes in Mediterranean grain trade mitigated famine but introduced the Black Death to medieval Europe.» Communications Earth & Environment, Band 6, Artikel 986 (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02964-0, Lizenz der CC)

Island: Kollaps des Golfstroms befürchtet

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KI-generiertes Bild anhand eines realen Fotos von Reykjavik. © Marc Szeglat

The Day after Tomorrow: Island erklärt möglichen Abriss der AMOC als Nationale Bedrohung

Wer erinnert sich nicht an die dramatischen Szenen aus dem Film „The Day after Tomorrow“, als Regisseur Roland Emmerich im Jahr 2004 New York einfrieren ließ? Als Grund für die neue Eiszeit postulierte der Regisseur und Drehbuchautor den Zusammenbruch der AMOC (Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation), einem marinen Strömungssystem im Atlantik, zu dem auch der Golfstrom gehört. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass dieses Szenario im 21. Jahrhundert deutlich wahrscheinlicher wird als man bislang angenommen hat. Was damals vielfach als Vision eines Filmemachers belächelt wurde, könnte bereits in wenigen Jahrzehnten Realität werden. Eine Prognose, auf die Island mit der Deklarierung einer „nationalen Sicherheitsbedrohung“ reagierte. Politiker sprechen von einer „existentiellen Gefahr für Klima und Gesellschaft“.

Das vergleichsweise milde Klima Islands hängt maßgeblich von einem komplexen Netzwerk warmen Wassers ab, das vom Atlantik her Wärme nach Norden transportiert. Ohne diese Strömungen wäre Island – und gesamt Nord- und Mitteleuropa – deutlich kälter und stürmischer, so der isländische Umwelt-, Energie- und Klimaminister Jóhann Páll Jóhannsson. Die AMOC funktioniert dabei wie ein riesiges Förderband: Kaltes Wasser aus der Polarregion fließt in der Tiefe des Atlantiks in den Süden und verursacht einen oberflächennahen Rückstrom warmen Wassers aus den Tropen. Infolge des vermehrten Süßwassereintrags in den Atlantik durch das klimawandelbedingte Schmelzen arktischer Gletscher droht das Förderband der AMOC aus dem Gleichgewicht zu geraten und könnte kollabieren.

Die Wahrscheinlichkeit hierfür wird in neuen Studien als besorgniserregend hoch eingestuft: Sollte wider Erwarten das 1,5-Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens erreicht werden, liegt die Wahrscheinlichkeit eines AMOC-Abrisses bei 25%. Doch an ein Erreichen dieser Klimaschutzziele glaubt kaum noch jemand. Verharren die globalen CO₂-Emissionen auf aktuellem Niveau, beträgt sie etwa 37 % und folgen die Emissionen dem derzeitig steigenden Trend, liegt die Wahrscheinlichkeit eines AMOC-Versagens bei rund 70 %. In diesem Jahrhundert wohlgemerkt. Selbst wenn es nicht zu einem vollständigen Abriss der AMOC kommt, ist die Wahrscheinlichkeit einer Abschwächung sehr groß. Bereits eine signifikante Abschwächung des Warmwasserrückstroms wäre so, als würde man die Heizung Europas zurückdrehen.

Ein Kollaps der AMOC hätte nicht nur für Island gravierende Folgen. Laut Forschenden könnten in Teilen Mitteleuropas die Temperaturen um fünf bis 15 Grad sinken, was eine „moderne Eiszeit“ bedeuten würde. Darüber hinaus drohten massive globale Wetter- und Klimaveränderungen: ein Anstieg des Meeresspiegels an der US- und europäischen Ostküste, Störungen der Monsunsysteme in Afrika und Asien sowie eine mögliche Ausbreitung von Meereis bis nach Großbritannien. Island selbst könnte in eine starke regionale Abkühlung geraten und zeitweise von Meereis umgeben sein.

Im August informierte Minister Jóhannsson die Regierung über neue Forschungsergebnisse, die ernste Zweifel an der Stabilität der AMOC äußerten. Bereits im September stufte der Nationale Sicherheitsrat Islands den möglichen Zusammenbruch erstmals als nationale Sicherheitsbedrohung ein – ein Novum für klimabedingte Risiken im Land. Diese Einstufung fordert nun eine koordinierte und hochrangige Reaktion der Regierung, um Präventions- und Anpassungsstrategien zu entwickeln.

Der Minister warnt eindringlich: „Das Klima könnte sich so drastisch verändern, dass eine Anpassung unmöglich wird.“ Für Island, dessen Wirtschaft stark von der Fischerei abhängt, wäre ein Zusammenbruch ein „existenzielles Risiko“. Auch Mitteleuropa steht vor schweren Herausforderungen, während sich die globale Klimakrise weiter zuspitzt.

Die Auswirkungen einer kleinen Eiszeit wären weltweit spürbar – von zerstörten Ernten bis zu katastrophalen Überschwemmungen. In Deutschland wäre mit einem Klima ähnlich wie auf Kamtschatka zu rechnen: kalte, schneereiche Winter die bis in den Frühling dauern und nur eine kurze Vegetationsperiode während des Hochsommers.

(Quellen der wichtigsten Studien zum potenziellen AMOC-Amok:

Smolders, E. J. V., van Westen, R. M., & Dijkstra, H. A. (2024). Probability estimates of a 21st-century AMOC collapse. arXiv:2406.11738. https://arxiv.org/abs/2406.11738

van Westen, R. M., Vanderborght, E. Y. P., Kliphuis, M., & Dijkstra, H. A. (2024). Substantial risk of 21st century AMOC tipping even under moderate climate change. arXiv:2407.19909. https://arxiv.org/abs/2407.19909

Bellomo, K., Meccia, V., Fabiano, F., D’Agostino, R., Corti, S., & von Hardenberg, J. (2023). Influence of the Atlantic Meridional Overturning Circulation on future climate change impacts. In: Proceedings of the XXVIII General Assembly of the IUGG. Potsdam: GFZ German Research Centre for Geosciences. DOI: 10.57757/IUGG23-0905)

Home Reef: Vulkanologen untersuchen erstmalig junge Vulkaninsel

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Erste vulkanologische Expedition untersucht Tongas Home Reef – Aktive Vulkaninsel wächst weiter

Eine internationale Forschergruppe hat im November 2025 erstmals vor Ort den Home Reef Vulkan im Königreich Tonga untersucht. Der Unterwasservulkan, der in den letzten Monaten mehrfach ausgebrochen ist, hat durch seine Aktivität eine neue Insel mit mehr als einem Kilometer Durchmesser und rund 70 Metern Höhe über dem Meeresspiegel geschaffen.

Home Reef zählt zu den aktivsten Vulkanen Tongas und wird noch zu den submarinen Vulkanen gezählt, da die junge Vulkaninsel noch nicht als stabil angesehen wird und wieder in den Fluten des Meeres versinken könnte. Der Vulkan wächst durch fortlaufende Eruptionen vom Boden des Ozeans aus, durch Lava, deren Magma aus der Tiefe des Erdmantels aufsteigt, und durch explosive Eruptionen sowie Lavaströme, die neues Land bilden.

Eine kürzlich durchgeführte Expedition, die von der University of Otago, der University of Auckland und dem tongaischen Ministerium für Land, Vermessung, Planung und natürliche Ressourcen organisiert wurde, hatte das Ziel, den aktuellen Zustand der Vulkaninsel genau zu erfassen. Die Wissenschaftler nutzten Drohnen, um detaillierte topografische Daten zu erheben, und konnten daraus gemeinsam mit NASA-Experten ein hochpräzises 3D-Modell der Insel erstellen.

Home-Reef-Vulkan. © Tonga MLSP&NR.

Die Untersuchungen zeigten, dass der Vulkan nach wie vor sehr aktiv ist. Täglich werden etwa 100 Tonnen Schwefeldioxid freigesetzt, was auf Magma nahe der Oberfläche hinweist. Zudem sind noch frische Ascheablagerungen und Lavaströme sichtbar. Der Krater liegt mittlerweile über dem Meeresspiegel und ist von einem Kegel aus festem Lavagestein umgeben.

An den Hängen der Insel wurden kleine Erdrutsche beobachtet. Sollte es zu größeren Kollapsen kommen, könnten lokale Tsunamis ausgelöst werden. Das umliegende Meerwasser ist durch vulkanische Gase stark gedüngt, was zu Algenblüten führt.

Die Vulkaninsel dürfte nach Einschätzung der Forscher mehrere Jahre bestehen bleiben, da das Lavagestein relativ stabil ist. Mit weiteren Ausbrüchen ist zu rechnen, die vor allem Asche und Lavaströme freisetzen könnten und die Insel weiter anwachsen lassen. Die Gefahrenzone erstreckt sich auf etwa zehn Kilometer um Home Reef. Sollten in den nächsten Jahren jedoch Eruptionen ausbleiben, wird die Insel von den Ozeanwellen abgetragen und erodiert wieder unter der Wasseroberfläche.

Die tongaischen Behörden überwachen den Vulkan täglich mit Satellitentechnik, um frühzeitig auf Veränderungen reagieren zu können und die Bevölkerung zu schützen.

Campi Flegrei: Etablierung eines neuen Warncodesystems

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Alarmstufe der Campi Flegrei steht nun auf „Gelb Phase 2“ – Technische Systemänderung der Grund

Der italienische Zivilschutz hat heute in den Campi Flegrei ein neues Vulkan-Warnsystem in Kraft gesetzt, das das bisherige Farbcodesystem um zusätzliche operative Phasen erweitert. Jede der vier Hauptwarnstufen – Grün, Gelb, Orange und Rot – ist nun in zwei Phasen unterteilt, um die Aktivität des Vulkans differenzierter zu erfassen und die entsprechenden Schutzmaßnahmen gezielter steuern zu können.

Während die Hauptfarben weiterhin den allgemeinen Zustand des Vulkans widerspiegeln, definieren die Phasen innerhalb jeder Farbe das Ausmaß der Veränderungen: Phase 1 kennzeichnet den Beginn einer Abweichung vom Normalzustand, Phase 2 steht für eine deutlicher ausgeprägte Aktivitätssteigerung innerhalb derselben Farbstufe.

Derzeit befindet sich die Caldera der Campi Flegrei in „Gelb – Phase 2“, was eine mittlere Alarmstufe bedeutet: verstärkte seismische Aktivität, Bodenhebung und intensivere Gasemissionen, jedoch ohne unmittelbare Gefahr einer Eruption. Das neue System ähnelt dem mexikanischen Popocatépetl-Ampelschema, das ebenfalls Zwischenstufen zur genaueren Risikoabschätzung nutzt.

Die Einführung des neuen Systems war bereits im März beschlossen worden. Damals wurden unter der Bevölkerung bereits Stimmen laut, die eine Erhöhung der Alarmstufe auf „Orange“ forderten. Ab diesem Farbcode können bereits präventive Evakuierungsmaßnahmen in größerem Stil durchgeführt werden – deren Kosten dann der Staat übernehmen muss. Etwas, das Verantwortliche in den Behörden bestimmt nicht gerne oder leichtfertig anordnen. Das neue System erlaubte nun quasi eine leichte Erhöhung der Alarmstufe, ohne gleich Konsequenzen ziehen zu müssen.

Im INGV-Wochenbericht für die KW 44 wurde der gesteigerte Wert für die Bodenhebung von 15 mm auf 20 mm pro Monat bestätigt. Überdies gab es in der Woche 149 Erdbeben, was ein überdurchschnittlich hoher Wert ist. Die Gastemperatur der Pisciarelli-Hauptfumarole lag bei 94 Grad, während die Bocca Grande der Solfatara bis zu 170 Grad heiß war.

Campi Flegrei: Studie weist neue Bruchzone nach

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Neue Studie weist vulkanotektonische Bruchzone anhand von Erdbebenanalysen nach – Belastungsprobe fürs Calderadach der Campi Flegrei

Die besorgniserregende Unruhe unter der Campi-Flegrei-Caldera bei Neapel hat eine neue Dimension erreicht. Forschende der Universität Rom und des italienischen Geoforschungsinstituts INGV berichten in Communications Earth & Environment (Nature, 2025), dass sich unter der dicht besiedelten Region offenbar eine dehnungsorientierte vulkanotektonische Verwerfung bildet. Die Analyse markiert einen Wendepunkt im Verständnis der jüngsten seismischen Aktivität und könnte entscheidend sein für die Bewertung künftiger Gefahren.

Seit 2005 hebt sich der Boden in der Caldera wieder, zuletzt um bis zu anderthalb Meter. Gleichzeitig nahmen Erdbeben und Gasemissionen deutlich zu: Anzeichen, dass sich aufgrund steigenden Fluiddrucks Spannungen im Untergrund aufbauen. Bisher verteilten sich die kleinen Beben diffus unter dem Gebiet, ohne klare Struktur. Doch ab 2023 änderte sich das Muster: Mehr als die Hälfte aller Erdbeben konzentriert sich seither entlang einer klar definierten, schräg verlaufenden Ebene im Zentrum der Caldera. Sie verläuft

Störungszone. © Giordano, G. et al.

Das internationale Forschungsteam nutzte präzise Erdbebendaten aus den Jahren 2019 bis 2024 und kombinierte statistische Verfahren mit einer Monte-Carlo-Analyse, um die räumliche Verteilung der Hypozentren zu rekonstruieren. Bei einer Monte-Carlo-Analyse handelt es sich um ein statistisch-mathematisches Simulationsverfahren, bei dem Variablen nach dem Zufallsprinzip verändert werden – solange, bis ein wahrscheinliches Modell entsteht. Das Ergebnis: eine rund 53 Grad geneigte Struktur mit Nordwest-Südost-Ausrichtung – ein deutlicher Hinweis auf die Entstehung oder Reaktivierung einer Bruchzone. Die geneigte Fläche verläuft etwas nordöstlich der Haupthebungszone bei Rione Terra und streicht das Gelände des Monte Olibano und das Gebiet von Solfatara und Pisciarelli. Die Tiefe der entstehenden Bruchebene reicht von 0,1 bis 5,6 km.

„Wir beobachten hier die Geburt oder Reaktivierung einer Verwerfung in Echtzeit“, schreiben die Forscher. Der Übergang von verstreuter Mikroseismizität zu einer konzentrierten Aktivität zeige, dass das Gestein unter Pozzuoli an seine Belastungsgrenze gelangt sei. Der Untergrund beginne, sich spröde zu verformen – ein Stadium, in dem Risse sich rasch ausweiten und in einem späteren Unruhestadium als Aufstiegswege für Fluide oder Magma dienen könnten.

Als Motor hinter der Aktivität sehen die Forschenden einen Magmenkörper in 8 bis 5 Kilometer Tiefe, der ein Hydrothermalsystem in Tiefen von weniger als 4 Kilometer anheizt. Sie schreiben, dass es unklar ist, ob die beobachteten Phänomene bereits Anzeichen für das Endstadium des Versagens des Caldera-Magmenleitungssystems sind oder ob es sich noch in diese Richtung entwickelt. Sollten die Gesteine um das Magmaleitungssystem versagen und mit Bruch reagieren, könnten stärkere Erdbeben resultieren und der Weg frei für den finalen Magmenaufstieg sein.
Für die Bevölkerung in der Region bedeutet das nicht zwangsläufig einen unmittelbar bevorstehenden Ausbruch, wohl aber eine wachsende seismische Gefahr. Eine stabile, zusammenhängende Verwerfung könnte stärkere Erdbeben ermöglichen, als bislang angenommen. Zudem verändert sich die Art der Deformation in der Caldera, was auf eine neue Phase der magmatischen Aktivität hindeutet.

Die Forschenden betonen, dass die Campi-Flegrei weiterhin intensiv überwacht werden müssen. Ihre neue Analysemethode könne auch auf andere Vulkansysteme angewendet werden, besonders dort, wo Unruhephasen bisher schwer zu deuten waren. Die Studie liefert damit nicht nur ein Warnsignal für Pozzuoli, sondern auch ein Werkzeug, um künftige vulkanische Krisen besser zu verstehen und rechtzeitig zu erkennen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Studie die Entwicklung einer Bruchzone nachweist, die sich in Tiefen zwischen 0,1 und 5,6 Kilometern erstreckt und vom Küstenbereich bei Monte Olibano bis unter die Solfatara-Pisciarelli-Zone und darüber hinaus verläuft. Motor des Prozesses ist eine Magmaansammlung in 5 bis 8 Kilometern Tiefe, die durch die Freisetzung vulkanischer Fluide das oberflächennahe hydrothermale System unter Druck setzt. Entlang der Bruchzone droht das Gestein des Calderadachs zu versagen bzw. zu brechen, was zu stärkeren Erdbeben und im Extremfall auch zu einem Vulkanausbruch führen könnte. Noch ist unklar, in welchem Entwicklungsstadium sich diese Struktur befindet, doch die Anzeichen deuten auf ein bereits fortgeschrittenes Stadium der mechanischen Destabilisierung hin.

(Quellennachweis: Giordano, G. et al. (2025): Birth and growth of a volcanotectonic fault during the current volcanic unrest at Campi Flegrei caldera (Italy). In: Communications Earth & Environment, 6, Artikel 28803. DOI: 10.1038/s43247-025-02803-2. Lizenz: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).)

Campi Flegrei: Smartphones als Seismometer eingesetzt

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Studie benutzte in den Campi Flegrei Smartphones als Erdbebensensoren – Informationen zu Standort-Effekten gesammelt

Tausende Beschleunigungsmesser in Mobiltelefonen eröffnen neue Möglichkeiten für die Erdbebenforschung. Eine internationale Studie zeigt, dass sich mithilfe dieser Sensoren hochauflösende Karten der Bodenverstärkung von Erdbebenwellen erstellen lassen – ein wichtiger Schritt hin zu sichereren Städten.

Die Magnitude und Tiefe eines Erdbebens bestimmen nur teilweise, wie stark die Erschütterungen an der Oberfläche zu spüren sind. Entscheidend sind auch Standortfaktoren wie die lokalen Bodenverhältnisse, die die Bewegung verstärken oder abschwächen können. Die genaue Kartierung solcher Standort-Effekte ist essenziell, um gefährdete Stadtgebiete zu erkennen und bei zukünftigen Ereignissen gezielt reagieren zu können.

In Bezug auf die Campi Flegrei erstaunt es immer wieder, dass ungewöhnlich schwache Erdbeben mit Magnituden kleiner als 2 gespürt werden können. Hier scheint es ungewöhnlich starke Standorteffekte zu geben, denen nun ein Forschungsteam unter Leitung von Francesco Finazzi (Universität Bergamo), Fabrice Cotton (GFZ Potsdam) und Rémy Bossu (Europäisch-Mediterranes Seismologisches Zentrum) nachging. Dazu griff man auch auf die Daten von Smartphones zurück.

Die Forschungen zeigten, dass Daten von Bewegungssensoren aus Smartphones einen bislang unerreichten Detailgrad liefern. Grundlage ist das „Earthquake Network“ (EQN), ein Citizen-Science-Projekt, an dem weltweit Millionen Menschen teilnehmen. Die in den Geräten integrierten Beschleunigungsmesser erfassen Erschütterungen und übermitteln sie in Echtzeit an zentrale Server.

Für die Studie wurden Tausende Messungen aus der seismisch aktiven Region der Campi Flegrei bei Neapel ausgewertet. Die Daten der gut 9000 Smartphones, auf denen die EQN-App installiert war, waren aber nur bei den stärkeren Erdbeben mit Magnituden größer 3,5 verwertbar. Mit den Geräten wurden keine Magnituden bestimmt, sondern die Beschleunigungswerte verglichen. Zur Magnitudenbestimmung dienten die stationären Seismometer des INGV-Netzwerkes. Während die klassische seismische Stationen nur punktuelle Daten liefern, decken die Smartphones eine wesentlich größere Fläche ab. Mit Hilfe komplexer mathematischer Modelle konnten die Forschenden aus den unregelmäßigen Einzelmessungen eine hochauflösende Karte der standortabhängigen Verstärkung (oder Abschwächung) der Erdbebenwellen erstellen.

Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede schon über kurze Distanzen: In einigen Gebieten werden Erdbebenwellen abgeschwächt, in anderen verstärken sie sich um ein Vielfaches. Mit solchen Karten lassen sich für zukünftige Beben präzisere „ShakeMaps“ erstellen, die die Intensität der Erschütterungen nahezu in Echtzeit abbilden – ein wertvolles Instrument für Katastrophenschutz, Stadtplanung und Gefahrenbewertung.

Vor einigen Jahren hatte ich selbst eine App installiert, die das Smartphone in ein Seismometer verwandeln sollte. Damals war es damit nur möglich, stärkere Erdbeben ab einer Magnitude von 5,0 zu registrieren. Heute scheinen die Geräte deutlich empfindlicher zu sein. Es stellt sich die Frage, warum Smartphones nicht auch in Regionen ohne seismisches Netzwerk eingesetzt werden, etwa im äthiopischen Afar-Dreieck bei Awash, wo offizielle Messstationen fehlen.

Quellenhinweis
Finazzi, F., Cotton, F. & Bossu, R. (2025). Citizens’ smartphones unravel earthquake shaking in urban areas. Nature Communications, 16, 9527.
© 2025 The Author(s). Veröffentlicht unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
DOI: 10.1038/s41467-025-64543-3, sowie Pressemeldung GFZ.

Campi Flegrei: Studie bestätigt Magmaakkumulation

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Thermalgebiet von Pisciarelli an der nordöstlichen Basis der Solfatara. © Marc Szeglat

Eine Studie über Campi Flegrei bestätigt einmal mehr Magmaakkumulation in 4 km Tiefe – Borsäurekristalle als Warnsignal

Eine neue Studie, die im Journal of Geophysical Research erschien, sorgt für Aufsehen unter Vulkanologen und sicher bald auch bei den Bewohnern der Caldera. Forschende um Dr. Marco Piochi vom INGV berichten von ihrer Entdeckung in der Caldera Campi Flegrei bei Neapel: winzige, farblose Kristalle aus Borsäure – Sassolit genannt –, die sich seit 2021 vermehrt im Thermalgebiet von Pisciarelli gebildet haben. Was zunächst unspektakulär klingt, könnte ein Schlüssel zum Verständnis der aktuellen Unruhe im größten aktiven Vulkansystem Europas sein.




Campi Flegrei gilt seit Jahren als „ruheloser Vulkan“: Bodenhebungen, die Erdbeben auslösen, und steigende Gasemissionen deuten darauf hin, dass sich unter der Caldera das Hydrothermalsystem verändert und zunehmend unter Druck gerät. Die neuen Analysen zeigen nun, dass tief im Untergrund borreiche, hochkonzentrierte Salzlösungen existieren.

Schematische Darstellung. © Dr. Marco Piochi, INGV

Die Grundstoffe für die Salzlösungen, die die in der Studie auch Sole oder Brinen genannt werden, entstehen durch chemische Prozesse in einem tiefen Magmenkörper, dessen Oberseite sich in etwa 8 Kilometern Tiefe befindet. Von hier aus steigen Fluide auf, die ein magmatisches Reservoir in rund 4 Kilometern Tiefe bilden. An der Oberseite dieses Reservoirs sammelt sich die mit Bor angereicherte Sole, die unter hohem Druck und bei Temperaturen von 250–400 °C flüssig bleibt.

Dampf entsteht im hydrothermalen System der Campi Flegrei, wenn die Sole aus 3 bis 4 Kilometern Tiefe durch Risse aufsteigt und dabei starkem Druckabfall ausgesetzt ist, wodurch der lokale Siedepunkt rasch fällt. Wird dieser Punkt unterschritten, verdampft ein Teil der Flüssigkeit schlagartig – ein Vorgang, den Vulkanologen „hydrothermal flashing“ nennen. Dabei expandiert das Wasser explosionsartig, und gelöste Stoffe wie Borsäure kristallisieren bei Temperaturen unter 170 Grad als Sassolit aus. Diese Prozesse finden typischerweise in 100 bis 500 Metern Tiefe statt und erzeugen das Dampf-Wasser-Gemisch, das an der Oberfläche an den Fumarolen austritt. Wenn der Druck lokal zu groß wird, kann das „Flashing“ zudem phreatische Explosionen auslösen – Dampfexplosionen, die ohne Magmaaustritt auftreten, aber bereits ein moderates Zerstörungspotenzial besitzen.

Das Sassolitvorkommen ist also ein weiterer Indikator dafür, dass sich in Tiefen unterhalb von 4 Kilometern Magma ansammelt, worauf auch mehrere Studien jüngeren Datums hinweisen. Diese Wärmequelle treibt die Zirkulation borreicher Fluide an, die nun sichtbar in Form von Sassolit ausfallen. Die Forschenden sehen einen Übergang von einem geschlossenen zu einem offenen Hydrothermalsystem, da es zu vermehrter Rissbildung im Deckgestein der Caldera gekommen ist. Die Kristallbildung ist somit ein oberflächlicher Ausdruck der erneuten Aktivierung des Vulkansystems.

Für die Gefahreneinschätzung des Vulkans ist das ein Warnsignal: Wenn sich der Magmenkörper weiter erhitzt und mehr Fluide in das hydrothermale System einspeist, steigt die Wahrscheinlichkeit phreatischer Eruptionen.

(Quelle: Piochi, M., et al. (2025). Sassolite Precipitation at the Restless Campi Flegrei Volcano in Italy Points to Hydrothermal Flashing by Deep Boron-Rich Brines. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 130, e2025JB032197. https://doi.org/10.1029/2025JB032197, Lizenz: CC BY 4.0 – Creative Commons Attribution 4.0 International License.)