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.

Neuer Supervulkan entdeckt

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Im US-Bundesstaat Alaska wurde möglicherweise ein neuer „Supervulkan“ entdeckt. Zu diesem Schluss kommt eine Studie, die unter der Leitung von John Power (AVO/USGS) durchgeführt wurde. Demnach entdeckten die Wissenschaftler eine submarine Caldera in der Aleuten-Vulkankette, in der sich auf 5 Inseln 6 Sratovulkane bildeten. Der bekannteste und aktivste dieser Stratovulkane ist der Mount Cleveland auf Chuginadak Island. Bei den anderen Vulkanen handelt es sich um Carlisle, Herbert, Kagamil, Tana und Uliaga. Fünf der Vulkane waren schon früher als die Vulkangruppe der Islands of Four Mountains bekannt. Uliaga liegt ein wenig abseits der Gruppe und zählte bis dato nicht dazu.

Die interdisziplinäre Studie, an der Wissenschaftler mehrere Institute beteiligt waren, wurde am Montag auf der Herbsttagung der AGU vorgestellt und stieß auf großes Interesse. Die Mitautorin der Studie, Diana Roman von der Carnegie Institution for Science in Washington, D.C., sagte, dass die Forscher gerade erst mit ihrer Arbeit angefangen hätten und die Existenz der Caldera noch nicht bewiesen sei. Die ersten Daten deuteten allerdings auf ihre Existenz hin.

Konkret fanden die Wissenschaftler eine Reihe von Indizien dafür, dass die Vulkane untereinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen. Eines der wichtigsten Merkmale ist eine ringförmige Schwereanomalie, die grob die Form der Caldera wiedergibt und alle Vulkane umschließt. Die Caldera selbst ist mit vulkanischen Ablagerungen und Sedimenten verfüllt. Außerdem bilden die Vulkane der Aleuten normalerweise eine Kette und keine kreisförmig angeordnete Gruppe, so wie es die Inseln der 4 Berge tun. Hinzu kommen Ignimbrite, die auf Tana und Carlisle gefunden wurden. Solche Ingnimbrite werden normalerweise bei calderabildenden Eruptionen abgelagert. Weitere Indizien zeigen, dass die Förderschlote der Vulkane auf komplexer Weise bogenparallel angeordnet sind und das zeitgleiche Schwarmbeben an mehreren der Vulkanen darauf hindeuten, dass das Magma aus einer gemeinsamen Quelle in der Tiefe aufsteigt. Dafür sprechen auch gleiche Isotopensignaturen der vulkanischen Gase. Mount Cleveland stößt zudem soviel Schwefeldioxid aus, dass eine größere Magmenquelle vonnöten ist, als jene, die direkt unter dem Vulkan liegt. Die große Magmenquelle wird in einer Tiefe von 20-30 km vermutet.

Die Forscher hoffen bald nach Alaska zurückkehren zu können, um weitere Messungen durchzuführen. (Quelle: AGU)

Okmok-Caldera verursachte Kälteperiode

Interessanterweise liegt gut 100 km nordöstlich der Vulkangruppe ein weiterer Calderavulkan, der im Jahre 43 v.Chr so stark ausgebrochen sein soll, dass er den Aufstieg des römischen Reiches begünstigt hat. Bei diesem Vulkan handelt es sich um den Okmok auf Umnak Island. Durch den Ausbruch wurde eine Kälteperiode ausgelöst, die sich bis auf Europa und Nordafrika auswirkte: Missernten verursachten Hungersnöte und destabilisierten bestehende politische Strukturen, aus denen das Römische Reich als Sieger hervorging.

Pompeji: Neue Gipsleichen vorgestellt

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Gestern wurde in Pompeji ein weiterer Fund vorgestellt, der medial große Aufmerksamkeit auf sich zieht: es handelt sich um die Gipsabgüsse zweier Opfer des Vesuv-Ausbruchs vom 24. Oktober 79. Bei den Opfern handelte es sich um einen scheinbar wohlhabenden Mann und einem jungen Sklaven. Der Mann war zwischen 30 und 40 Jahre alt. Er trug eine Tunika und hatte einen Mantel über die Schulter geworfen. Sein männlicher Sklave war vermutlich Anfang 20 und war mit einer Tunika aus Wolle bekleidet gewesen. Die Tunika hinterließ Falten in den Gipsabgüssen. Diese sind ungewöhnlich gut gelungen und geben zahlreiche Details wieder. In der Abguss-Masse eingeschlossen befinden sich Teile der Skelette der Männer.

Während des Ausbruchs wurden die Opfer unter den Ablagerungen des Vulkans begraben. Nachdem die Körper verwest waren, hinterließen sie Hohlräume in den verfestigten Ignimbrit-Schichten. Auf diese Hohlräume stießen die Archäologen bei ihren Ausgrabungen. Entdeckt wurden die beiden Leichen bereits im Jahr 2017. Aktuell arbeiten die Wissenschaftler an der Ausgrabung einer Villa in Civita Giulina, gut 700 m außerhalb des antiken Pompejis. Dort wurden bereits mehrere spektakuläre Funde gemacht, man entdeckte und konservierte u.a. ein Pferdegespann.

Die Überreste der beiden Opfer, die nebeneinander auf dem Rücken lagen, wurden in einem Nebenraum entlang eines unterirdischen Korridors der Villa entdeckt. Diese gewölbeartigen Gänge sind als Cryptoporticus bekannt und führen zum oberen Stockwerk der Villen aus der Römerzeit. Vermutlich suchten die beiden Männer in dem Gewölbe Schutz, doch als Pompeji von einer Serie pyroklastischer Ströme getroffen wurde, bot die Zuflucht offenbar keine Deckung mehr.

Während die Ausgrabungen an der Ausgrabungsstätte in der Nähe von Neapel fortgesetzt werden, ist der Archäologische Park derzeit aufgrund nationaler Anti-COVID-19-Maßnahmen für Touristen gesperrt.

Vulkaneifel: Bodenhebung am Laacher See nachgewiesen

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Schon öfters wurde darüber spekuliert, ob eine Erdbebenserie am Laacher-See-Vulkan, die sich zwischen 2013 und 2018 ereignete, nicht im Zusammenhang mit der Intrusion magmatischer Fluide gestanden haben könnte. Nun scheint sich diese Vermutung zu bestätigen. Die Bestätigung findet sich in Form einer neuen Karte der deutschen Behörde BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) die im Rahmen des Boden-Bewegungsdienst-Deutschland angefertigt wurde. Mit Hilfe dieser Karte sollen in erster Linie Bodenbewegungen dargestellt werden, die durch den Bergbau entstanden sind. Hierbei handelt es sich für gewöhnlich um Bodenabsenkungen, die Schäden an der Infrastruktur hervorrufen können. Tatsächlich detektierten die Satelliten, mit deren Daten die Karte erstellt wurde, nicht nur Bodenabsenkungen, sondern auch eine Bodenhebung. Sie findet sich unter dem Örtchen Glees, das 2 km nordwestlich des Laacher Sees liegt. Die Satellitendaten zeigen, dass sich der Boden zwischen 2014 und 2019 um ca. 40 mm anhob. Über diese Bodenhebung berichtete heute Jens Slapski in seinem Erdbebenblog.

Die Anhebung erfolgte in einem Bereich des Brohtals, der bereits vor 200.000 Jahren vom Ausbruch des Bausenberg-Vulkans geprägt wurde. Das war bevor der Laacher See Vulkan in seiner heutigen Form entstand. Von der Aktivität zeugt nicht nur der Schlackenkegel des Bausenbergs, sondern auch ein Basaltlavastrom, der sich heute wenige Meter unter der Erdoberfläche befindet. Als Geologie-Student hatte ich den Lavastrom mittels geoelektrische Verfahren zu Übungszwecken kartiert.

Die Hypozentren der Erdbeben bei Glees lagen in Tiefen um 5 km. Das ist die Tiefe, in der normalerweise der hydrostatische Aufstieg eines Magmenkörpers stoppt. Von dieser Tiefe an bedarf es den Mechanismen eines Vulkanausbruchs damit es zu weiteren Magmenaufstieg kommt. Allerdings gilt es zu bedenken, dass sich wenig westlich von Glees eine Kohlensäure-Abfüllanlage befindet. Natürliches Kohlendioxid wird an mehreren Bohrlöchern entnommen. Tatsächlich gibt es dort auch einen Kaltwasser-Geysir, der nicht so populär ist wie jener bei Andernach. Bei dem magmatischen Fluid, welches wahrscheinlich für die Bodendeformation verantwortlich ist, muss es sich also nicht unbedingt um Magma handeln. Es könnte auch Kohlendioxid-Gas sein, oder Tiefenwässer, die den Boden aufwölben.

Eine Studie aus dem letzten Jahr analysierte sogenannte Deep Low Frequency Erdbeben, die sich unter der Vulkaneifel in Bereichen der Grenze Erdkruste/Erdmantel ereigneten. Diese Erdbeben stehen wahrscheinlich ebenfalls im Zusammenhang mit einem aktiven Magmenkörper unter der Eifel. Sie könnten sogar mit dem postulierten Eifel-Plume in Verbindung stehen. Auch wenn es derzeit keine 100%-ige sichere Erkenntnisse über den Ursprung der Erdbeben und Bodenhebungen gibt, so scheint doch eins immer gewisser zu werden: im Untergrund der Eifel rumort es und der Grund dafür könnten Magmenbewegungen sein!

Die neu entdeckte Bodenhebung würde meiner Meinung nach eine stetige Observierung des Laacher-See-Vulkans und seiner Umgebung rechtfertigen, wenigstens solange, bis ausgeschlossen werden kann, dass die Bodendeformation magmatischen Ursprungs ist. Zwar handelt es sich noch um eine kleinräumige Anhebung, dennoch weiß man ohne regelmäßige Observierung nicht, ob sie sich vergrößert. Theoretisch könnte es innerhalb weniger Monate/Jahre zu einer Eruption kommen. Sofern es sich bei dem Fluid um Magma handelt.

Ätna: Gleiten der Ostflanke reguliert Eruptionen

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Eine Forschungsarbeit neueren Datums enthüllt, dass das Gleiten der Ätna-Ostflanke eine regulierende Wirkung auf Eruptionen hat. Je nach Geschwindigkeit der Gleitbewegung können Vulkanausbrüche gehemmt, oder begünstigt werden.

Zu diesem Schluss kamen Wissenschaftler der Institute INGV und ISPRA, die zusammen eine Forschungsarbeit durchführten. Die Leitung der Studie hatte Giuseppe Pezzo. Anlass war die Eruption vom 24. Dezember 2018, der 2 Tage später ein Erdbeben der Magnitude 4,9 unter der Ostflanke des Vulkans folgte.

Die Wissenschaftler untersuchten die Störungen, entlang derer das Magma aufsteigt und an denen sich die Ostflanke bewegt. Die nötigen Daten lieferte ein multidisziplinärere Ansatz, bei denen SAR-Fernerkundungsdaten, GPS Messungen und Erkenntnisse aus der seismischen Tomografie verwendet wurden. Mit letzterer konnte ein Abbild der Störungszonen im Ätna erzeugt werden und die Hauptaufstiegsroute des Magmas entlang der bekannten Nordost- und Südfraktur identifiziert werden. Mit Hilfe der satellitengestützten Radarinterferometrie wurden Bodendeformationen lokalisiert und die Bewegungsgeschwindigkeit der Flanke gemessen. Die GPS Messungen ergänzten die Werte der Fernerkundung. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Gleiten der Flanke den Magmenaufstieg generell begünstigt. Beschleunigt sich die Gleitbewegung indes, wirkt sie wie ein Ventil und kann eine Eruption im Gipfelbereich des Vulkans abwürgen.

Normalerweise gleitet die Flanke mit einer Geschwindigkeit von 4,5 cm pro Jahr seewärts. Das änderte sich auch im Zuge der Eruption vom 24. Dezember 2018. Die Bewegung beschleunigte sich um das 3-fach auf 15 cm pro Jahr. Dadurch hatte das aufsteigende Magma plötzlich mehr Platz und es kam zu einem Druckabfall. Dieser beendete die Eruption frühzeitig, obwohl genug eruptionsfähiges Magma vorhanden war. Ich hatte damals mit eine längeren Eruption gerechnet.

Dass die Ostflanke des Ätnas langsam Richtung Meer abrutscht ist keine neue Erkenntnis, sorgte vor 2 Jahren aber für einigen medialen Wirbel. Dabei fürchteten die Forscher des INGV bereits im Jahr 2001, dass es zu einem Kollaps der Flanke kommen könne. Damals hatte sich die Bewegung während einer Flankeneruption stark beschleunigt. Innerhalb weniger Wochen bewegte sich die Flanke mit dem Valle del Bove um gut 1 m. Das damals die Eruption trotz beschleunigter Gleitbewegung der Flanke nicht abgewürgt wurde, könnte daran gelegen haben, dass das Magma eben durch den vertikal verlaufenden Teil der Gleitstörung aufstieg und teilweise auch unterhalb dieser austrat. (Quellen: INGV, GSW)

Nanokristalle können Eruptionen beeinflussen

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Wissenschaftler der Universität Bayreuth untersuchten Nanokristalle im Magma und fanden Erstaunliches heraus: die nur 20 bis 30 Millionstel Millimeter großen Kristalle können einen effusiv eruptierenden Vulkan in einen Explosiven verwandeln und große Katastrophen auslösen.

Nanokristalle unter dem Transmissionselektronenmikroskop. © Danilo Di Genova

Die neue Studie fand unter Leitung von Dr. Danilo Di Genova am BGI statt. Die Geoforscher untersuchten Lava unterschiedlichster Vulkane und entdeckten dabei unter dem Transmissionselektronenmikroskop die Nanokristalle, die sie Nanolithen nannten. Sie bestehen überwiegend aus Eisen, Silizium und Aluminium und sind in der Lage die Viskosität eines Magmas zu erhöhen. Sobald sich Nanokristalle in einer niedrigviskosen, basaltischen Schmelze bilden, wird das Magma so zähflüssig, dass seine Fließfähigkeit stark eingeschränkt wird. Gase können ebenfalls nicht mehr entweichen. In der Folge steigt der Druck im Inneren des Vulkans und es kann zu einer verheerenden Explosion kommen.

Das deutsch-britische Forscherteam entdeckte die Kristalle u.a. in vulkanischem Glas und in Lavaproben des Ätnas. Im Labor schmolzen sie die Lava bei Temperaturen von mehr als 1300 Grad Celsius und fanden heraus, dass sich die Nanolithen bilden, wenn sich die Schmelze sehr schnell abkühlte. In der Natur müssen natürlich erst einmal so hohe Temperaturen erreicht werden. Das trifft praktisch nur auf primäres Stamm-Magma zu, dass direkt aus dem Erdmantel aufsteigt. Zudem gilt zu bedenken, dass streng genommen bei Laborversuchen kein Magma entsteht, wenn bereits erkaltete Lavaproben geschmolzen werden. Es ist halt flüssige Lava, der eine entscheidende Komponente fehlt: Fluide Phasen! Sie beeinflussen im hohen Maß das Eruptionsgeschehen und verflüchtigen sich zum größten Teil während der Eruption.

Die Forscher sind der Überzeugung, dass so mancher katastrophaler Vulkanausbruch durch Nanolithen verschlimmert wurde. Sie möchten untersuchen, ob nicht vielleicht sogar der Vesuv-Ausbruch, der im Jahre 79 Pompeji zerstörte, durch Nanokristalle zustande kam.

(Quellen: https://advances.sciencemag.org/, MDR)

Piton Fournaise: Aufstiegswege lokalisiert

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Eine neue Studie identifizierte die Oberflächen-nahen Aufstiegswege, die das Magma im Untergrund des Piton de la Fournaise nimmt, kurz bevor es zu einer Eruption kommt. Die Studie fand unter Zusammenarbeit des OVPF mit mehreren anderen Instituten statt. Unter diesen Instituten befanden sich die Universitäten von Grenoble und Yogyakarta.

Die Forscher bedienten sich GPS-Daten, die vor der Eruption im Juni 2014 gesammelt worden sind. Damals beendete der Piton Fournaise eine 41 Monate dauernde Ruhephase. Für diesen Vulkan war die Ruhephase außergewöhnlich lang, da er sonst 3-5 Mal pro Jahr eruptiert. Viele automatische GPS-Messstationen maßen die Bodendeformationen, die durch aufsteigendes Magma verursacht wurden. In einer digitalen Modellierung, wurde mit Hilfe einer Bayes’sche Inversionsmethode eine Art mechanischer Tomografie durchgeführt, die die Lage der magmatischen Gänge im Untergrund sichtbar machte. Es wurde der Magmenaufstieg bis in einer Tiefe von 7-8 km verfolgt.

Die Wissenschaftler sind die Meinung, dass mit ihrer neuen Methode künftig Vulkanausbrüche genauer prognostiziert werden könnten. Man könnte vor der Eruption die zu erwartende Lavamenge bestimmen und den wahrscheinlichsten Eruptionsort lokalisieren. Daraufhin könnten ggf. vorsorgliche Maßnahmen angeordnet werden. Dazu schreiben die Forscher: „Unsere Ergebnisse deuten auch auf Quellengeometrien hin, die mit beobachteten Eruptionsspalten und der Seismizitätsverteilung kompatibel sind. Im Falle eines endlichen Magma-Volumens, das an der endgültigen Dyke-Injektion beteiligt ist, ermöglichen die Quellvolumen-Schätzungen mit dieser Methode die Vorhersage des Volumens der eruptierten Lava.“

Meistens spielen sich die Eruptionen am Piton Fournaise im Gipfelbereich der Caldera ab, ohne dass es zu einer Gefährdung von Menschen kommt. In selteneren Fällen können sich allerdings auch Eruptionsspalten auf der Außenflanke des Vulkans öffnen und Ortschaften gefährden. So geschehen im Jahr 1977, als Lava den Ort Sante Rose erreichte und mehrere Häuser zerstört. Dabei wurde die Kirche von Lava eingeschlossen, aber nicht zerstört.
Quelle: OVPF, GRL

Taiwan installiert Frühwarnsystem

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Taiwan will bis Ende des Jahres ein Eruptions-Frühwarnsystem einrichten, dass sich an internationale Standards orientiert. An dem Frühwarnsystem sollen Maßnahmen zur Katastrophenverhütung gekoppelt sein. Die Zuständige Behörde ist das CWB (Central Weather Bureau). Dem CWB untersteht auch die Seismologiebehörde, die Eng mit den Vulkanologen zusammenarbeitet. Mit dieser Struktur steht Taiwan nicht alleine da, denn in vielen anderen Staaten ist die Überwachung der Vulkane mit den örtlichen Meteorologiebehörden gekoppelt, so etwa in Island und Japan.

Überwacht werden sollen die beiden als aktiv eingestuften Vulkangebiete im Norden des Landes. Das sind die Vulkansysteme von Datun bei Taipeh und die Turtle Island in Yilan. Beide Vulkangebiete gelten als aktiv, wenn man die allgemein gültige Interpretation des Begriffs heranzieht, nach dem ein Vulkan als aktiv eingestuft wird, wenn er in den letzten 10.000 Jahren ausgebrochen ist.

Das Warnsystem stuft die Aktivität der Vulkane in einem 3-stufigen Ampel-System ein. Stufe „0“ ist gleich „grün“ und bedeutet keine Gefahr. Stufe „1“ wird mit „gelb“ gleichgesetzt und kommt einer Warnung vor einem möglichen Ausbruch gleich. In dieser Phase wird normalerweise eine Zunahme der Seismik registriert. Stufe „3“ entspricht dem „roten“ Alarm, wenn ein Vulkanausbruch begonnen hat, oder unmittelbar bevorsteht.

Zu den Überwachungskriterien gehören Veränderungen in der Form der Erdkruste, die Freisetzung bestimmter Gase und Veränderungen der Unterwassertemperatur, sagte das CWB in einer Pressemeldung und fügte hinzu, dass sowohl das CWB, als auch das Ministerium für Technologie und Wissenschaft Beobachtungsstationen auf dem Berg Datun haben.

Obwohl die Vulkane in Taiwan seit Tausenden von Jahren inaktiv sind, könnten sie nach einer Studie der Academia Sinica immer noch ausbrechen.

Warnungen werden über das Internet, Textnachrichten und Handy-Sendungen verbreitet, ein gezielter Nachrichtendienst, der die Menschen in bestimmten Gebieten benachrichtigt, so das CWB.

Vulkanobservatorium Deutschland?

Damit ist Deutschland eines der wenigen Länder der weiter entwickelten Welt, dass über kein Vulkanologisches Warnsystem verfügt, obwohl es auch ein als aktiv einzustufendes Vulkangebiet besitzt. Gemeint ist die Vulkaneifel. Der letzte Ausbruch fand hier vor ca. 11.000 Jahren statt, doch aufgrund einer großen Brandbreite in den Datierungen, könnte die letzte Eruption des Ulmener Maars auch erst 9500 Jahre her sein und müsste demnach gemäß Definition noch als aktiv eingestuft werden. Darüber hinaus rückt die Wissenschaft langsam von der 10.000 Jahre-Definition ab, denn es mehren sich die Hinweise darauf, dass Vulkane auch noch nach längeren Ruhephasen ausbrechen können. Tatsächlich wurden erst vor kurzem Hinweise entdeckt, dass der Magmenkörper unter der Eifel aktiv ist.

Stromboli: Vorzeichen der Paroxysmen entdeckt

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Im letzten Jahr wurde die Liparische Insel Stromboli gleich von 2 großen paroxysmalen Eruptionen heimgesucht, bei denen ein Wanderer starb und mehrere Personen verletzt wurden. Zahlreiche Bootsfahrer entgingen nur knapp einer Katastrophe, als ein pyroklastischer Strom weit auf das Meer hinauslief. Die Paroxysmen ereigneten sich am 3. Juli und am 28 August 2019. Ein Team aus Wissenschaftler des INGV und IGP werteten in einer Studie sämtliche zur Verfügung stehende Beobachtungsdaten zwischen dem 15. November 2018 und 15. September 2019 aus und entdeckten dabei, dass einige Messwerte von der Norm abwichen. Diese könnten in Zukunft dazu benutzt werden Vorhersagen zu paroxysmalen Eruptionen zu treffen. Die Forscher hoffen, dass es gelingt ein Vorwarnsystem zu entwickeln. Sollte das gelingen, könnte es sein, dass der Aufstieg zum Vulkan wieder freigegeben wird, natürlich nur in Begleitung eines Bergführers, der via Funk mit dem Vulkanologischen Observatorium in Verbindung steht. Doch auch ohne besondere wissenschaftliche Forschung lässt sich sagen, dass sich vor größeren Eruptionen am Stromboli die normale Aktivität für gewöhnlich steigert. Dies geschieht über eine Periode von mehreren Tagen/Wochen. Doch gerade dann sind Neugierige besonders scharf darauf, den Gipfel des Vulkans zu stürmen. So wurde über Wochen eine Steigerung der Aktivität beobachtet, die mit einem Besucheransturm einherging. Bereits am 26. Juni gab es eine größere Explosion.

Die Forscher werteten als erstes die seismischen Signale aus und kamen zu dem Schluss, dass sich die Erdbebentätigkeit vor Veränderungen im System steigert. Sie schreiben in ihrer Arbeit dazu, dass im Allgemeinen alle seismischen Signale, die mit der Dynamik des Vulkans zusammenhängen, in den Perioden zunehmen, in denen sich die eruptive Aktivität verstärkt. Das folgende Bild zeigt vier Perioden zunehmender Seismizität entsprechend der Krise von 2014, die mit dem effusiven Ausbruch von August bis November ihren Höhepunkt erreichte, die Eruptionsphase von 2017-2018, die durch die Wiederaufnahme großer Explosionen und Lava-Emissionen gekennzeichnet ist, die Zunahme der eruptiven Aktivität in den Jahren 2018-2019, die nicht in signifikanten eruptiven Anomalien gipfelte, und schließlich die eruptive Phase des Sommers 2019, die mit dem Paroxysmus vom 3. Juli begann und sich mit der vom 28. August fortsetzte. Auffällig ist allerdings, dass sich die Tremor-Amplitude der 4. Phase erst nach den Paroxysmen änderte. Daher untersuchten die Forscher andere seismische Parameter.

Die 4 seismischen Phasen. © Springer/INGV

Das Team lenkte seine Aufmerksamkeit auf die seismischen Signale, die in direktem Zusammenhang mit der stombolianischen Aktivität stehen. Diese sogenannten VLP-Ereignisse sind Beben mit einer sehr langen Amplitude. Vor dem Paroxysmus vom 3. Juli variierte die Wellenform der VLP-Beben und es kam häufiger zu Oszillationen in Form einer größeren Wellenlänge der Signale. Die Anzahl solcher Ereignisse stieg in der Zeit vor dem 3. Juli deutlich an.

Die Infraschall-Sensoren verzeichneten am 3. Juli 3 Minuten vor dem Paroxysmus einen deutlichen Anstieg der Tremor-Amplitude. Im August ereignete sich vergleichbares 1 Minute vor der Eruption. Diese Daten ließen sich mit einer plötzlichen Dehnung korrelieren, die von einem Bohrloch-Dehnungsmesser (Extensometer) aufgezeichnet wurde. Diese Daten zeugen von einem sehr schnellen Magmenaufstieg.

Die Auswertung von Aufnahmen der Wärmebild-Kamera zeigten, dass sich gut eine halbe Stunde vor den Paroxysmen kleine Lavaströme im Krater bildeten. Als die Lavaströme auftraten, registrierte der Dehnungsmesser eine leichte Entspannung des Untergrundes. Das Geschah wenige Minuten vor dem plötzlichen Anstieg und dem finalen Magmenaufstieg.

Korrelation der Thermalbilder mit Amplitudendaten. © Springer/INGV

 

Die Arbeit bestätigt im Prinzip die bereits bekannten Vorzeichen eines Paroxysmus und korreliert sie mit den Messwerten. Auch an anderen Vulkanen nimmt die strombolianische Tätigkeit vor einem Paroxysmus zu und es beginnen kleinen Lavaströme zu fließen. Allerdings erfolgt dann nicht immer ein Paroxysmus. Generell sollten Vulkanwanderer alarmiert sein, wenn sich an einem Vulkan das Ausbruchsgeschehen ändert. Selbst leichte Variationen können einen sich anbahnenden großen Ausbruch andeuten.

(Quelle: https://www.nature.com/articles/s41598-020-67220-1)

Vulkaneifel: Neues vom Mantelplume

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Die Vulkaneifel im mittleren Westen Deutschlands beherbergt ein Vulkanfeld, das von vielen Vulkanologen als aktiv eingestuft wird. Der letzte Ausbruch ereignete sich hier vor gut 10.900 Jahren und hat damit die Marke um 900 Jahre überschritten, ab der ein Vulkan als erloschen gilt. Doch neuere Studien zeigen, dass Vulkane auch nach einer viel längeren Ruheperiode wieder ausbrechen können.

Lange Zeit rätselten Vulkanologen darüber, wie der Vulkanismus der Eifel zustande kam. 2 Theorien wurden aufgestellt: Die Vulkane befinden sich auf der Schulter einer divergenten Störungszone. Dieses Rift wird durch den Verlauf des Flusses Rhein markiert. Der Vulkanismus könnte also tektonisch bedingt sein. Doch häufig entstehen Vulkane inmitten einer Kontinentalplatte durch Mantelplume, die auch gerne als Hotspots bezeichnet werden. So ein Hotspot wurde auch für die Eifel postuliert und mittels seismischer Tomografie nachgewiesen. Doch damit wusste man noch nicht, ob dieser Hotspot tatsächlich noch aktiv ist. Nun hat eine neue Studie gezeigt, dass sich der Boden im Bereich der Vulkaneifel anhebt und die Hebung ein viel größeres Gebiet umfasst, als man bisher vermutet hätte. Nicht nur das Gebiet um die beiden Vulkanfelder der Eifel wird angehoben, sondern noch ein Stück des Rheinischen Schiefergebirges.

Ein Wissenschaftsteam um Corné Kreemer von der Universität in Nevada, untersuchte Millionen GPS-Daten Europas, die innerhalb von 20 Jahren gesammelt wurden, um etwaige Bodendeformationen auf die Spur zu kommen. Tatsächlich entdeckten die Forscher im Bereich der Eifel nicht nur eine vertikale Bodenanhebung, sondern auch eine Zone horizontaler Dehnung, die von einem radialen Muster der Verkürzung umgeben ist. Dieses Gebiet ist deutlich größer als die Vulkaneifel. Korrigiert man die Hebungsraten des Bodens um den Wert des isostatischen Anstiegs, der immer noch durch die Eisschmelze der letzten Eiszeit verursacht wird, so kommt man auf eine Hebungsrate von etwa 1 mm pro Jahr. Die Wissenschaftler bezeichnen die Hebungsrate als bemerkenswert und gehen davon aus, dass sie von den Auftriebskräften des Mantelplumes verursacht werden. Solche Auftriebskräfte in einem Gesteinskörper kann es nur geben, wenn die Gesteine weniger dicht als das umgebende Gestein ist, was bei einem Plume der Fall ist, wenn zumindest ein Teil des Gesteins als Schmelze vorliegt. Diese Schlussfolgerungen legen nahe, dass die Vulkane der Eifel eines Tages wieder aktiv werden könnten. Allerdings gibt es keine Anzeichen für einen unmittelbar bevorstehenden Vulkanausbruch.

(Quelle: https://doi.org/10.1093/gji/ggaa227)