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.

Mittelmeer: Eine Erdkrustenplatte steht Kopf

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Das Mittelmeer verfügt über eine vielfältige geologische Entstehungsgeschichte und stellt den verbliebenen Teil des ehemaligen Tethys-Meeres dar, das einst Pangäa umgab. Im Osten des Mittelmeers ist immer noch Erdkruste aus der Tethys-Meerzeit vorhanden, die mit einem Alter von 300 Millionen Jahren zu den ältesten der Welt zählt. Die Entstehung des Mittelmeeres begann mit dem Auseinanderbrechen von Pangäa und ist eng mit der Bildung junger Faltengebirge im heutigen Mittelmeerraum verbunden. Die Kollision der beiden großen Kontinente Afrika und Eurasien führt dazu, dass Afrika unter Eurasien absinkt und subduziert wird. Die aktivsten Subduktionszonen befinden sich im östlichen Mittelmeerraum vor der Türkei und Griechenland sowie im zentralen Mittelmeer vor Sizilien, wo Vulkanausbrüche und Erdbeben auf die geologischen Prozesse im Untergrund hinweisen. Im westlichen Mittelmeer vor Frankreich und Spanien gibt es zwar keine aktiven Vulkane, aber dennoch Erdbeben, wenn auch nicht so viele wie im Osten. Dies war jedoch nicht immer der Fall. Kürzlich haben Forscher festgestellt, dass die Subduktion im Westen des Mittelmeeres früher aktiver war als heute. Dabei entdeckten sie ein Fragment umgekippter Erdkruste, das im Erdmantel steckt und auf dem Kopf steht.

Erdbeben im Erdmantel liefern Hinweise auf kopfstehende Krustenplatte

Das Forscherteam um Meghan S. Miller (Australian National University) und Daoyuan Sun (University of Science and Technology Hefei) untersuchte die Daten tiefer Erdbeben im westlichen Mittelmeer und konzentrierte sich insbesondere auf die Datenanalyse eines Erdbebens mit einer Magnitude von 6,3, das im Jahr 2010 bei Granada stattfand. Das Besondere an diesem Beben war seine Tiefe von mehr als 600 Kilometern, was darauf hindeutet, dass es sich im Erdmantel manifestierte. Dieses Beben war nicht das einzige tiefe Mantelbeben in der Region, denn seit 1954 gab es sechs vergleichbare Beben. Die Wissenschaftler identifizierten schnell eine vertikale seismische Lücke in Tiefen zwischen 150 und 600 Kilometern. Darüber hinaus verhielten sich die von einem dichten seismischen Netzwerk in Spanien und Marokko aufgezeichneten Erdbebenwellen ungewöhnlich und waren teilweise viel zu langsam. Die Signale zeigten zudem im Seismogramm eine Nachschwingung.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Erdbeben von einem Stück subduzierter Ozeankruste der Alboran-Platte ausgehen, das weit in den Erdmantel hinabreicht und sich unter dem Betischen Küstengebirge im Süden Spaniens befindet. Da die Erdbebenwellen teilweise zu langsam waren, vermuteten die Forscher, dass es eine Niedriggeschwindigkeitsschicht gibt, die auf wasserhaltige Gesteine hinweist, wie sie normalerweise nur auf der Oberseite subduzierter Erdkruste vorkommen. Durch Modellrechnungen fanden sie heraus, dass diese Niedriggeschwindigkeitsschicht nun unten liegt. Daher gehen die Forscher davon aus, dass das Stück subduzierter Kruste im Erdmantel umgekippt ist und die Unterseite schräg nach oben zeigt.

Es wird vermutet, dass die umgestürzte Platte ursprünglich nach Norden subduzierte und dann durch Plattenrückzug und Andocken an den iberischen und afrikanischen Kontinentalrändern gebildet wurde. Eine genauere Untersuchung der Plattenstruktur ist entscheidend, um die tektonische Entwicklungsgeschichte der Mittelmeer-Subduktionssysteme besser zu verstehen. (Quelle: GSW)

Pompeji: Antike Baustelle ausgegraben

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Bei Ausgrabungen in Pompeji wurde eine Baustelle freigelegt – Möglicherweise Erdbebenschäden repariert

Als Pompeji von dem verheerenden Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr. unter Tephra begraben wurde, war die Stadt nicht unbedingt in einem guten Zustand: 17 Jahre vor dem Vulkanausbruch hatte es ein starkes Erdbeben gegeben, das große Zerstörungen in der Stadt anrichtete. Diese waren zur Zeit des endgültigen Untergangs Pompejis noch nicht alle wieder behoben. Hinweise auf die Schäden und wie man sie zu Zeiten der Römer reparierte, liefert nun die Entdeckung einer Baustelle. Das Erdbeben wird heute übrigens von einigen Wissenschaftlern direkt mit dem Vesuv in Verbindung gebracht, und sie meinen, dass das Beben ein erstes Anzeichen des Erwachens des Vulkans war.

Seit dem 18. Jahrhundert haben Ausgrabungen in Pompeji fortwährend Neues zutage gebracht. Die aktuellen Ausgrabungen im Gebiet der sogenannten Insula 10 von Regio IX brachten vor einigen Monaten das Haus einer Bäckerei zutage, an dem offenbar noch die Erdbebenschäden repariert wurden. Werkzeuge, gestapelte Tuffsteinfliesen, Ziegelsteine sowie Kalkanhäufungen wurden freigelegt, die darauf hindeuten, dass bis zum Ausbruch des Vesuvs gearbeitet wurde. Für die Archäologen besonders aufschlussreich ist der Fund einer Tür auf die mit Kohle römische Ziffern geschrieben wurden. Hierbei handelte es sich möglicherweise um eine Baustellenabrechnung.

Der Fund zeigt, wie Pompeji Einblicke in das römische Baugewerbe liefert. Der Parkdirektor Gabriel Zuchtriegel betont die Bedeutung von Zement in der Antike und hebt hervor, dass die aktuellen Ausgrabungen die Funktionsweise einer antiken Baustelle nahezu live erlebbar machen.

Immer wieder wurden bei den Ausgrabungsarbeiten am gleichen Gebäude seltene Fresken entdeckt. Eins zeigt ein Portrait des jungen Besitzerpaares der Bäckerei, ein anderes eine Darstellung aus der griechischen Mythologie: Phrixus und Helle auf der Flucht über das Meer.

Die Entdeckung einer Sklavenkammer enthüllte jüngst, unter welch schlechten Bedingungen die Untersten der römischen Gesellschaft leben mussten.

Weiterführender Link: Pompeji

Mars: Wirkt sich Marsanziehung auf irdisches Klima aus?

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Neue Studie zeigt, dass der Mars mit seiner Schwerkraft Meeresströmungen und Klima der Erde beeinflusst

Unser Nachbarplanet Mars übt definitiv einen großen Einfluss auf unsere Neugierde aus und steht dieser Tage öfter im Fokus von Forschung und Wissenschaft und damit auch in der Berichterstattung auf Vnet. Der Mars ist der erdähnlichste Planet im Sonnensystem und obwohl er über keine Plattentektonik verfügt, gibt es hier die größten Vulkane im Sonnensystem. Tiefe Canyons und seine rostrote Farbe deuten darauf hin, dass es einst fließendes Wasser und freien Sauerstoff gab, der Eisen rosten ließ. Vermutlich verlor der Mars sein Wasser und seine Atmosphäre, als der Erdmantel erstarrte, die plattentektonischen Prozesse zum Erliegen kamen und sein Magnetfeld kollabierte, wodurch der Planet dem Sonnenwind schutzlos ausgesetzt war. Im Laufe der Jahrmillionen verlor er durch den kosmischen Teilchenbeschuss seine Lufthülle und das Wasser verdampfte aufgrund des fallenden Luftdrucks.

Obwohl es der Mars nicht geschafft hat, auf Dauer ein Ökosystem zu generieren, könnte er der Erde helfen, unseres zu bewahren: Wie eine Studie jüngst herausgefunden haben will, könnte der Mars mit seiner Schwerkraft die Erde in einer bisher unbekannten Weise beeinflussen: Alle 2,4 Millionen Jahre kommt es zu einer besonderen planetaren Konstellation, bei der die Schwerkraft des Mars besonders stark auf die Erde einwirkt. Die Erde rückt dabei etwas näher an die Sonne heran, wodurch es bei uns wärmer wird. Außerdem beeinflussen die so verstärkten gravitativen Kräfte tiefe Meeresströmungen, die besonders in Zeiten, in denen die Meeresströmungen zu stagnieren drohen, diese aufrecht erhalten, so dass die Ozeane nicht komplett kippen und das Ökosystem kollabiert. Meeresströmungen verändern sich über lange Zeiträume gesehen, schon allein durch die Plattentektonik, die Kontinente wandern lässt, so dass Ozeane entstehen und vergehen.

Bohrkerndaten mariner Sedimente lassen Rückschlüsse auf Auswirkung der Marsanziehung auf das irdische Klima zu

Zu diesen Erkenntnissen gelangte das australisch-europäische Forscherteam um Wissenschaftlerin Adriana Dutkiewicz. Sie interpretierten in einer computergestützten „Big Data“-Analyse“ mehr als zweihunderte Bohrkerndaten mariner Sedimente, die in den letzten 50 Jahren vom Grund der Weltmeere erbohrt wurden. Anhand der tief in die Vergangenheit hinabreichenden Gesteinsproben ließen sich Veränderungen der Tiefseeströmungen im Laufe der letzten 70 Millionen Jahre nachvollziehen. Dabei wurden 4 lange anhaltende Zeitabschnitte entdeckt, in denen die Meeresströmungen im Zyklus von 2,4 Millionen Jahren an Intensität zu- und abnahmen.

Was die Forschungsarbeit nicht enthüllte, ist, in welchem Stadium des 2,4 Millionen-Jahre-Zyklus wir uns aktuell befinden. Könnte es sein, dass zumindest ein Teil der aktuellen Klimaerwärmung diesem Zyklus geschuldet ist? Doch dafür vollzieht sich der aktuelle Klimawandel viel zu schnell. Unbestritten ist, dass es auch andere kosmische Einflüsse auf unser Klima gibt, die in wesentlich kürzeren Intervallen ablaufen, aber auch hier gehen die Forscher davon aus, dass sich die Veränderungen über lange Zeiträume hinziehen und sich nicht so schnell vollziehen, wie es aktuell der Fall ist.

Infobox

Es gibt noch weiter Zyklen kosmischen Ursprungs die einen Einfluss auf das Erdklima haben. Sie werden unter dem Begriff Milanković-Zyklen zusammengefasst.

Diese Zyklen beziehen sich auf periodische Veränderungen in der Erdbahn um die Sonne, einschließlich Variationen in der Form der Erdumlaufbahn (Exzentrizität), der Neigung der Erdachse (Schiefe) und der Präzession der Äquinoktien. Diese Veränderungen beeinflussen die Verteilung der Sonneneinstrahlung auf der Erde und spielen eine Rolle bei der Entstehung von Eiszeiten und Warmzeiten.


Übrigens: Im letzten Jahr gab es Hinweise auf ein starkes Erdbeben auf dem Mars, was ohne Plattentektonik ein rares Phänomen ist und mit dem Vulkanismus auf dem Roten Planeten zusammenhängen könnte.

(Quelle: Nature.com)



Forscher entdecken unbekannten Riesenvulkan auf dem Mars

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Neuentdeckter Marsvulkan gibt Hinweise auf Eis – Möglicher Ort für Leben auf dem Mars

Der größte Vulkan des Sonnensystems ist der Olympus Mons auf dem Mars. Er hat eine Höhe von fast 22 Kilometern und einen Durchmesser von 600 Kilometern. Eine neue Entdeckung, die jüngst auf der 55. Lunar and Planetary Science Conference im US-Bundesstaat Texas enthüllt wurde, zeigt, dass der Olympus Mons in guter Gesellschaft ist.

Bei der Entdeckung handelt es sich um eine weitere gigantische Struktur vulkanischen Ursprungs, die sich in der Nähe des Marsäquators befindet. Sie wird als „Noctis-Vulkan“ bezeichnet und erstreckt sich über 450 Kilometer und erreicht eine Höhe von 9022 Metern. Damit ist der Noctis Vulkan zwar kleiner als der Olympus Mons, dennoch handelt es sich um eine äußerst interessante Entdeckung, und man darf sich fragen, warum sie erst jetzt gemacht wurde, denn es handelt sich ja nicht um eine kleine Struktur. Das Problem ist, dass der vermeintliche Vulkan stark erodiert ist und sich in einer Region verborgen hielt, die sich zwischen den Canyons des Valles Marineris und dem Noctis Labyrinthus befindet.

Obwohl das Gebiet schon auf zahlreichen Fotos von Marssonden auftauchte, wurde es erst im letzten Jahr Forschungsgegenstand einer Gruppe von Wissenschaftlern unter Leitung von Dr. Pascal Lee (SETI-Institut), die eigentlich auf der Suche nach Eis war.

Die Erkundung des Vulkans könnte tiefgreifende Einblicke in die geologische und klimatische Vergangenheit des Mars sowie in die Suche nach Leben bieten. Im südöstlichen Bereich des Vulkans deutet eine dünne Schicht junger vulkanischer Ablagerungen darauf hin, dass darunter noch Gletschereis verborgen sein könnte, was diesen Ort zu einem vielversprechenden Ziel für zukünftige Forschungen macht.

Die komplexe Geschichte dieses Gebiets wird durch das Vorhandensein von erhöhten Tafelbergen, einer zentralen Caldera, Lavaströmen und Ablagerungen von hydratisierten Mineralien unterstrichen, die auf eine langanhaltende vulkanische Aktivität hinweisen. Diese Merkmale bieten einzigartige Einblicke in die vulkanischen Prozesse auf dem Mars und die Interaktionen zwischen vulkanischem Material und vorhandenem Wasser oder Eis.

Zusätzlich zum Vulkan berichtet die vorgestellte Studie über ein auffälliges „blasiges Gelände“ innerhalb des Vulkans, bestehend aus zahlreichen wurzellosen Kegeln, die durch die Interaktion von vulkanischem Material mit unterirdischem Eis oder Wasser entstanden sein könnten. Diese Entdeckung unterstützt die Theorie, dass unter den vulkanischen Ablagerungen ein Gebiet mit ausgedehntem Gletschereis verborgen sein könnte.

Die Entdeckung des Noctis-Vulkans und der Hinweise auf Gletschereis bietet nicht nur neue Forschungsansätze zur geologischen Entwicklung des Mars, sondern eröffnet auch spannende Möglichkeiten für die Suche nach Leben und zukünftige Erkundungen durch Roboter und Menschen. Durch die Untersuchung dieser einzigartigen Region können Wissenschaftler tiefer in die Geschichte des Wasserzyklus auf dem Mars eindringen und potenziell lebensfreundliche Bedingungen identifizieren.

Vulkaneifel: Erdbebenaktivität im Westen höher als gedacht

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Studie enthüllt erhöhte Erdbebenaktivität in der Westeifel – Messnetzt soll ausgebaut werden

Dass es in der Eifel Vulkane gibt, ist vielen bekannt, doch dass diese wieder aktiv werden könnten, glauben nicht so viele Menschen. Auch der Katastrophenschutz in Deutschland ist nicht für die Folgen eines Vulkanausbruchs gerüstet. Wenn man von einem Eifelvulkan annimmt, dass er wieder ausbrechen könnte, kommt das Gespräch schnell auf den Laacher-See-Vulkan im Osten der Eifel. An dessen Ufern gibt es Mofetten, die magmatisches Kohlendioxid ausstoßen. Außerdem treten immer wieder schwache Erdbeben auf. Viele davon in großer Tiefe. Sie deuten auf einen aktiven Magmenkörper hin. Nun enthüllt eine Studie, dass es auch unter dem Vulkanfeld der Westeifel vermehrt schwache Erdbeben gibt, und das Landesamt für Geologie Rheinland-Pfalz plant, das seismische Netzwerk deutlich auszubauen.

Den Beben auf die Spur kam eine Messkampagne, die zwischen September 2022 und September 2023 vom GFZ-Potsdam durchgeführt wurde. Unter Leitung von Thorsten Dahm wurden in der Eifel 350 Seismometer installiert und man stellte fest, dass es auch im Vulkanfeld der Westeifel zahlreiche schwache Erdbeben gibt. Viele dieser Erdbeben liegen in Tiefen von bis zu 40 Kilometern. Die Beben deuten darauf hin, dass die Vulkane in der Westeifel aktiver sein könnten, als man bisher annahm. In der Westeifel gibt es überwiegend Schlackenkegel und Maare, die monogenetisch aktiv waren. Der jüngste Ausbruch ereignete sich hier vor ca. 11.000 Jahren, als das Ulmener Maar entstand. Hierbei handelt es sich um den jüngsten Vulkan Deutschlands. Beim Alter des Maars gibt es eine gewisse Unsicherheit, denn die verschiedenen Datierungsmethoden kommen auf unterschiedliche Ergebnisse.

Die tiefen Erdbeben der Westeifel deuten genauso wie die Beben im Bereich des Laacher-See-Vulkans in der Osteifel auf tiefe Fluidbewegungen hin. Bei diesen Fluiden könnte es sich um Gase aus einem Magmenkörper handeln. Schon früher wurde angenommen, dass sich unter der gesamten Vulkaneifel ein großer Mantelplume erstreckt, der eines Tages wieder Schmelze bis zur Oberfläche fördern könnte. Um das Phänomen weiter zu erforschen und um die Vulkane besser im Blick zu halten, wurde nun beschlossen, dass man in der Westeifel zwölf seismische Messstationen installieren möchte. Sie sollen zunächst sieben Jahre lang im Betrieb bleiben. In ganz Rheinland Pfalz werden bislang 28 Messstationen betrieben. Die meisten davon fühlen der Osteifel den Puls.

Atlantischer Feuerring entsteht

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Studie sieht Hinweise auf Bildung eines Feuerrings aus Subduktionszonen im Atlantik

Die Erde ist ein äußerst dynamischer Planet, dessen Oberfläche im steten Wandel begriffen ist. Meistens verläuft dieser Wandel zu langsam, als dass wir Menschen ihn in unserer kurzen Lebensspanne wahrnehmen könnten. Doch moderne Techniken helfen uns dabei, Modelle der Prozesse zu entwickeln, die für unseren Planeten alltäglich sind und ihn im Laufe von Jahrmillionen verändern. Eines dieser Modelle wurde in einer neuen Studie von portugiesischen Geoforschern der Universität von Lissabon entwickelt. Es hatte den Atlantischen Ozean als Forschungsgegenstand und modellierte die Zukunft des zweitgrößten Ozeans unseres Planeten.

Die Zukunft des Atlantischen Ozeans wird durch dramatische Veränderungen geprägt sein, denn es gibt Hinweise darauf, dass er entlang seiner Ränder einen „Feuerring“ aus Subduktionszonen  formen könnte. Aktuell wächst der Atlantik entlang des divergenten Mittelatlantischen Rückens langsam, während der Pazifik von aktiven Subduktionszonen umgeben ist, an denen Ozeankruste in den Erdmantel abtaucht: ein Prozess bei dem Erdbeben und Vulkanausbrüche entstehen und der Ozean kleiner wird bis er sich ganz geschlossen hat. Doch auch der Atlantik wird irgendwann seinen Expansionszyklus abschließen und an seinen Rändern Subduktionszonen entstehen lassen, die dort bislang selten sind. Die bekanntesten atlantischen Subduktionszonen findet sich in der Karibik (Kleine Antillen) und vor der Südspitze Südamerikas, wo der Scotia Inselbogen liegt.

Die Forscher aus Portugal untersuchten verschiedene Möglichkeiten, wie Subduktionszonen entstehen können, darunter die „Invasion“ einer solchen Zone aus einem benachbarten Meeresbecken. Die beiden bisher bekannten atlantischen Subduktionszonen griffen wahrscheinlich aus dem Pazifik in den Atlantik über. Der Gibraltarbogen, eine Subduktionszone im Mittelmeer, die sich in der Nähe der Meerenge von Gibraltar befindet, könnte eine entscheidende Rolle spielen. Obwohl ihre Aktivität in den letzten Millionen Jahren abgenommen hat, fanden die Forscher Anzeichen, dass der Gibraltarbogen in Zukunft wieder aktiver werden könnte. Dies könnte dazu führen, dass die Subduktionszone in den Atlantik eindringt und sich seitlich ausbreitet.

In etwa 20 Millionen Jahren könnte die Subduktionszone des Gibraltarbogens den Atlantik erreichen und entlang seiner Ostseite wachsen, ähnlich zu den Subduktionszonen im Pazifik. Dies würde dazu führen, dass der Atlantik zu schrumpfen beginnt, da mehr ozeanische Kruste unter die Kontinente taucht, als durch den mittelatlantischen Rücken neu gebildet wird. Diese Veränderung würde auch eine erhöhte vulkanische und seismische Aktivität entlang der Atlantikküsten Europas und Afrikas zur Folge haben, womit sich ein neuer „Feuerring“ bilden würde, der ähnlich dem im Pazifik ist.

Erst gestern schrieb ich in einem Artikel über die Sturtische Eiszeit, während der es vor gut 700 Millionen Jahren zu einer kompletten Vereisung des Planeten kam. Als Grund hierfür wird eine zu geringe vulkanische Tätigkeit angenommen, die durch die Plattentektonik bedingt war. In 20 Millionen Jahren könnte es dann ein Zuviel an vulkanischer Aktivität geben, die sich wiederum in ein global verändertes Klima niederschlagen könnte. Doch ob es bis dahin noch Menschen gibt, die hiervon betroffen wären, wage ich zu bezweifeln. (Quelle: Geology; doi: 10.1130/G51654.1)

Rätsel um Sturtische Eiszeit möglicherweise gelöst

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Eiszeiten gab es im Laufe der Erdgeschichte viele. In den jüngeren Erdepochen dauerten diese Eiszeiten für gewöhnlich Jahrtausende. In der älteren Erdgeschichte gab es hingegen Eiszeiten, die Jahrmillionen anhielten und ganze Epochen prägten. So geht man davon aus, dass es während der Ära des Neoproterozoikums, das vor 1 Milliarde Jahren begann und vor etwa 541 Millionen Jahren endete, mehrere Perioden gab, in denen die Erde einem Schneeball glich: Die polaren Eismassen breiteten sich bis zum Äquator aus und bedeckten den ganzen Planeten mit einer kilometerdicken Eisschicht. Ja, sogar die Ozeane gefroren. Höheres Leben gab es zu dieser Zeit nicht und selbst Stromatolithen und Bakterien dürften es schwer gehabt haben. Eine dieser Megaeiszeiten während der Periode des Cryogeniums (720–635 Millionen Jahre vor heute) war die Sturtische Eiszeit. Sie hatte die Erde für eine beeindruckende Dauer von 57 Millionen Jahren fest im Griff. Australische Forschende unter Leitung der Erstautorin Adriana Dutkiewicz, haben nun die Gründe für die Langlebigkeit der Stutischen Eiszeit entdeckt. Und wie könnte es anders sein, sie stand mit dem Vulkanismus in Verbindung.

Zwei vulkanisch bedingte Prozesse könnten Sturtische-Eiszeit maßgeblich beeinflusst haben

Für die Forscher der Universität von Sidney war die lange Dauer der Eiszeit am rätselhaftesten. Schön früher versuchten Forscher dem Rätsel auf die Spur zu kommen und brachten den Vulkanismus ins Spiel: wohlmöglich hatten gigantische Eruptionen soviel Schwefeldioxid ausgestoßen, dass die Erde in einen vulkanischen Winter stürzte. Doch das Team um Dutkiewicz präsentierte in seiner Studie einen anderen Lösungsvorschlag: nicht ein Zuviel an Vulkanismus könnte die Ursache für die Lange Dauer der Eiszeit gewesen sein, sondern ein Zuwenig.

Das Team nutzte ein Modell, das die Entwicklung der Kontinente und Ozeane seit dem Zerfall des Superkontinents Rodina darstellte, und kombinierte es mit einem Computermodell zur Berechnung der CO₂-Ausgasung von Unterwasservulkanen. Dabei stellten sie fest, dass der Beginn der Sturtischen Eiszeit mit einem historischen Tiefpunkt der vulkanischen CO₂-Emissionen zusammenfiel und dieser niedrige Ausstoß während der gesamten Eiszeit anhielt.

Dietmar Müller, Mitautor der Studie, erklärt: „Die Geologie spielte eine entscheidende Rolle im Klima dieser Zeit. Wir glauben, dass die Sturtische Eiszeit durch zwei Faktoren ausgelöst wurde: eine plattentektonische Neuordnung, die die vulkanische Entgasung minimierte, und gleichzeitig die Erosion einer Vulkanprovinz in Kanada, die atmosphärisches CO₂ verbrauchte.“

Das Ergebnis war ein dramatischer Rückgang des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre, der unter 200 Teilen pro Million (ppm) lag, weniger als die Hälfte des heutigen Wertes, der bei ca. 419 ppm liegt.

Könnte uns also die Tektonik unseres Planeten vor den Auswirkungen der aktuellen Klimaerwärmung retten? Es wird zwar spekuliert, dass sich die Kontinente in den nächsten 250 Millionen Jahren zu einem neuen Superkontinent namens Pangea Ultima entwickeln könnten und dass es dann wieder weniger Vulkanismus als heute gibt, doch die Prozesse vollziehen sich zu langsam, als dass sie für uns einen Unterschied machen würden.

Dutkiewicz unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses geologischer Klimaveränderungen und warnt vor der Geschwindigkeit des menschengemachten Klimawandels: „Was auch immer die Zukunft bringt, es ist wichtig zu verstehen, dass geologische Klimaveränderungen, wie sie hier untersucht wurden, extrem langsam ablaufen. Der von Menschen verursachte Klimawandel hingegen vollzieht sich nach Angaben der NASA zehnmal schneller als die natürlichen Prozesse.“ (Quelle: GeoScienceWord)

Forscherteam enträtselt gigantischen Vulkanausbruch vor Japan

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Forscherteam geht auf Spurensuche und enthüllt gigantische Eruption der Kikai-Caldera

Der größte Vulkanausbruch des Holozäns -jener geologischen Epoche, in der wir aktuell leben- ereignete sich vor etwa 7300 Jahren: Er manifestierte sich als submarine Eruption vor der Südküste der japanischen Insel Kyushu, die für ihren Vulkanismus bekannt ist. Der Verursacher der Eruption war der Kikai-Akahoya-Vulkan, der aus einer überfluteten Caldera in einer Meeresregion nahe der japanischen Insel Kyushu emporstrebte. Der Vulkanausbruch schleuderte eine immense Menge an Material aus, die mehr als dreimal so groß war wie die des Mount Tambora im Jahr 1815. Dieser Ausbruch führte zu drastischen Klimaveränderungen globalen Ausmaßes und wird als eine der bedeutendsten Naturkatastrophen des Holozäns betrachtet.

Zwar entdeckte man bereits vor Jahren, dass sich die Kikai-Caldera für mindestens einen enormen Vulkanausbruch verantwortlich zeigte und weiterhin ein großes Gefahrenpotenzial beherbergt, doch die genauen Größen dieses Ausbruchs waren lange Zeit unklar. Ein Problem, mit dem sich Forschende konfrontiert sehen, ist der schwierige Zugang zur Unterwasser-Caldera und den vulkanischen Ablagerungen auf dem Meeresboden. Doch nun haben Forscher um Nobukazu Seama von der Universität Kobe berechnet, dass der Kikai-Akahoya-Ausbruch eine weitaus größere Menge an Gestein und Asche unter Wasser produzierte als bisher angenommen.

Um die Größe des Kikai-Akahoya-Ausbruchs zu bestimmen, führten Seama und sein Team seismische Untersuchungen durch, um die Unterwasserregion um die Caldera zu kartieren. Zusätzlich sammelten sie Proben vom Meeresboden und entnahmen Kernproben aus dem darunter liegenden Gestein, um das Gesamtvolumen des vom Vulkan produzierten Materials zu berechnen. Sie kartierten pyroklastische Ablagerungen, die eine Fläche von 4500 Quadratkilometern misst.

Die Gesamtmenge des aus dem Vulkan ausgestoßenen Materials wird auf über 300 Kubikkilometer geschätzt, was etwa der doppelten Wassermenge des Lake Tahoe in den USA entspricht.

Obwohl dieser Ausbruch beeindruckend ist, bleibt er weit hinter dem gewaltigen Ausbruch des Toba-Supervulkans in Indonesien zurück, der vor etwa 74.000 Jahren mehr als 2500 Kubikkilometer Magma freisetzte. Diese Eruption brachte die junge Menschheit an den Rand der Ausrottung, noch bevor sie sich zur vollen Blüte entfalten konnte.

Experten wie David Pyle von der Universität Oxford betonen die Bedeutung solcher Studien, um unser Verständnis von Vulkanausbrüchen und deren potenziellen Risiken zu verbessern. Die Kombination von historischen Daten mit Studien neuerer Ausbrüche könnte dazu beitragen, genauere Vorhersagemodelle für zukünftige Ereignisse zu entwickeln.

Wie wichtig solche Forschungen sind, erkennt man am Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai-Ausbruch, der sich vor gut 2 Jahren im Tonga-Archipel ereignete. Innerhalb weniger Wochen entwickelte sich aus einem normal erscheinenden Ausbruch einer kleinen Vulkaninsel die größte Eruption seit oben erwähntem Tambora-Ausbruch, ohne dass es jemand hätte kommen sehen. Sollte sich so eine Eruption in der Kikai-Caldera ereignen, hätte man massive Probleme im dicht besiedelten Japan. Der Ausbruch bei Tonga traf die Menschen hart, und bis heute könnte die Eruption das Klima bestimmen und zu einem Teil der ungewöhnlichen Klimaphänomene der letzten Monate beigetragen haben.
(Quelle: Journal of Volcanology and Geothermal Research DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2024.108017)

Neuseeland: Magnetische Anomalie unter Lake Rotorua

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Die Rotorua-Caldera in Neuseeland zählt mit einem Durchmesser von ca. 22 Kilometern zu den größten Einsturzkratern der Welt und beherbergt neben dem gleichnamigen See einige der fantastischsten geothermalen Erscheinungen der Welt. Hierzu zählen das Dorf Whakarewarewa, in dem die Maori die Vorzüge der Geothermie genießen und der Pohutu-Geysir, der in einem angrenzenden Thermalgebiet liegt.

Die Caldera ist Teil der Taupo-Volcanic-Zone und entstand vor gut 240.000 Jahren infolge eines gigantischen Vulkanausbruchs. Legt man die Maßstäbe für aktiven Vulkanismus normaler Feuerberge zugrunde, müsste man den Rotorua-Vulkan als erloschen bezeichnen, denn die letzten Eruptionen ereigneten sich hier vor gut 25.000 Jahren und sind somit länger als 10.000 Jahre her. Das ist die magische Grenze, ab der ein Vulkan als erloschen angesehen wird. Doch wir wissen, dass diese zeitlichen Maßstäbe nicht für große Calderavulkane gelten, die auch nach mehreren Hunderttausend Jahren der Ruhe wieder zu neuem Leben erwachen können.

Der Lake Rotorua nimmt einen großen Teil der Caldera ein. Der See hat einen Durchmesser von ca. 11 km und bedeckt eine Fläche von 80 Quadratkilometern. Damit ist er nach dem Lake Taupo der zweitgrößte See der neuseeländischen Nordinsel. Um den See rankt sich auch eine bekannte Liebesgeschichte der Maori. Die Legende besagt, dass die Tochter eines einflussreichen Häuptlings einst die verbotene Liebe überwand, indem sie schwimmend den See überquerte, um sich mit einem jungen Krieger zu vereinen.

Magnetische Anomalie unter der Rotorua-Caldera zeugt vom Hydrothemalen System

Nun entdeckten neuseeländische Forscher von GNS Science eine große magnetische Anomalie unter dem See. Die Entdeckung wurde im Rahmen einer Kartierung des Seebodens gemacht, die eine Fläche von 55 Quadratkilometer erfasst. Sie wurde unter der wissenschaftlichen Leitung des GNS mit Hilfe der neuseeländischen Marine durchgeführt. Zum Einsatz kamen moderne Instrumente wie ein Mehrstrahl-Echolot und Magnetometer. Die so entstandene Karte ist von einmaligem Detailreichtum: Sie zeigt einen großen Krater und einen breiten Lavastrom. Farbliche Abstufungen bilden die magnetische Anomalie im südlichen Teil der Caldera ab. Die Anomalie nimmt negative Magnetisierungswerte an und wird wahrscheinlich durch die Umwandlung von Magnetit des Lavagesteins am Seegrund in Pyrit hervorgerufen, was auf hydrothermale Prozesse hindeutet. So wird die Anomalie als Hinweis auf ein großes Hydrothermalsystem angesehen, was eigentlich nicht weiter überrascht, wenn man bedenkt, welche bedeutenden geothermalen Manifestationen es am Seeufer gibt. Darüber hinaus wurde auch die Wassertemperatur am Seegrund gemessen und man stellte fest, dass der Seeboden stellenweise Wärme abgibt.

Die Anomalie am südlichen Seeufer grenzt an die Stadt Rotorua, wo auch das geothermale Maoridorf Whakarewarewa und der Pohutu-Geysir liegen. Man kann also davon ausgehen, dass es sich um ein großes zusammenhängendes System handelt.

Die Entdeckung, dass das Hydrothermalsystem unter der Caldera deutlich größer ist als man bisher annahm, lässt den Rückschluss zu, dass der Wärmefluss vom Magmenkörper unter dem Vulkan größer ist als bislang bekannt. Es bleibt zwar unklar, ob im Magmenkörper erutpionsfähige Schmelze vorhanden ist, doch erloschen scheint mir die Rotorua Caldera jedenfalls noch nicht zu sein. Auch wenn kein Supervulkanausbruch wie vor 240.000 Jahren droht, könnte sich im Bereich unter dem Hydrothermalsystem aktiv Magma ansammeln. Um dies zu bestätigen bedarf es aber weiterer Anzeichen wie Bodenhebung und Seismizität. Im Januar gab es 2 schwache Erdbeben im südlichen Calderabereich. Anzeichen, dass der Untergrund nicht tot ist, aber nicht genug um auf Magmenaufstieg hinzudeuten.




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