Nachrichten über Vulkanausbrüche, Erdbeben und Naturkatastrophen
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.
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.
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)
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 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)
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.
Forschungsboot entdeckt mehr als 20 bislang unbekannte Unterwasservulkane vor Lanzarote
Die Kanarischen Inseln sind vulkanischen Ursprungs und faszinieren jedes Jahr Millionen von Touristen, die den einmaligen Naturlandschaften des zu Spanien gehörenden Archipels vor der westafrikanischen Küste einen Besuch abstatten. Dabei können die Vulkane jederzeit wieder aktiv werden, wie die jüngsten Ausbrüche bei El Hierro und La Palma zeigten. Fast täglich erinnern schwache Erdbeben die Menschen daran, dass der Untergrund der Inseln lebendig ist.
Zu den herausragendsten vulkanischen Manifestationen der Kanaren gehören die Schlackenkegel des Timanfaya-Nationalparks auf Lanzarote. Das Vulkanfeld von Timanfaya bedeckt ca. 20% der Insel und umfasst 32 Schlackenkegel, die sich im 18. Jahrhundert entlang von Eruptionsspalten bildeten. Nun wurde bekannt, dass man vor der Küste von Lanzarote mehr als zwanzig Unterwasservulkane entdeckte, die sich über ein großes Areal verteilen und ca. 100 km Quadratkilometer Meeresboden vor der Küste bei Timanfaya bedecken.
Die Entdeckung wurde im Rahmen des Forschungsprojekts „Kanarische Unterwasservulkanologie“ des Spanischen Instituts für Ozeanographie gemacht. Ziel der Forschungen ist die Erstellung einer hochauflösenden 3D-Karte der Unterwasservulkane von Lanzarote und der anderen Kanareninseln. Die Forschungsarbeiten wurden mit Hilfe des Schiffes Ramón Margalef durchgeführt. Das Projekt begann im Jahr 2011 mit dem Ausbruch des Unterwasservulkans Tagoro auf der Insel El Hierro. Seitdem hat das Team 38 Kampagnen durchgeführt, um hydrothermale Quellen zu untersuchen und die verschiedenen Komponenten der Unterwassereruptionsphänomene des Archipels zu erforschen.
Die Initiative verfolgt zwei Hauptziele: erstens, den wissenschaftlichen Zustand der Unterwasservulkane zu verstehen, und zweitens, Institutionen über mögliche Risiken und Verhaltensweisen in Krisensituationen zu beraten.
Die 3D-Reproduktion von Lanzarote hat es ermöglicht, die vulkanischen Strukturen unter Wasser genau zu analysieren. Durch fortschrittliche technologische Ressourcen konnten die Forscher nicht nur einfache Punkte, sondern auch Brüche und Erdrutsche der Vulkankegel visualisieren.
Während der Expedition wurden physikalisch-chemische Instrumente verwendet, um einen Vulkan mit einem Doppelkrater im Westen von Conejero zu analysieren. Wasserproben wurden genommen, um mögliche Gasanomalien oder hydrothermale Flüssigkeiten zu identifizieren, wobei keine Auffälligkeiten festgestellt wurden. Die Forscher extrahierten auch Sedimente aus dem Meeresboden in Tiefen von 150 bis 2.500 Metern und führten umfassende Analysen durch.
Übrigens, gestern gab es auf der Kanareninsel Gran Canaria ein Erdbeben Mb 3,4. Das Hypozentrum lag in 26 km Tiefe. Das Epizentrum wurde 13 km südlich von Santa Lucía lokalisiert.
Forscher entdecken Ablagerung einer Supervulkan-Eruption bei Santorin
Forscher haben Spuren der wohlmöglich größten Eruption in der Geschichte der Ägäis entdeckt. Sie wird als „Archaeos-Eruption“ bezeichnet und weist beeindruckende Ausmaße auf. Der unterseeische Vulkanausbruch ereignete sich im Santorin-Vulkanfeld und hinterließ massive Bimssteinablagerungen von bis zu 150 Metern Mächtigkeit am Meeresgrund. Diese Entdeckung basiert auf Bohrkernanalysen, bei denen Geologen unter der Leitung von Tim Druitt von der Universität Clermont-Auvergne zwölf Bohrungen im Christiana-Santorin-Kolumbo-Vulkanfeld durchführten, um vulkanische Ablagerungen der letzten 23 Millionen Jahre zu untersuchen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Archaeos-Eruption vor etwa 520.000 Jahren stattfand und von einem unter Wasser liegenden Vulkan des Santorin-Komplexes ausging. Die Menge an vulkanischem Material, die während dieses Ereignisses ausgestoßen wurde, war beeindruckend. Die Tuffstein-Ablagerung hatte ein Volumen von mehr als 90 Kubikkilometern und eine Mächtigkeit von bis zu 150 Metern. Dies übertrifft die Ablagerungen der berühmten Minoischen Eruption um das Sechsfache und die des jüngsten Hunga-Tonga-Ausbruchs vom Januar 2022 um das Zehnfache.
Die rekonstruierte Eruptionsdynamik deutet darauf hin, dass gasreiches Magma mit hoher Geschwindigkeit aus dem unterseeischen Vulkanschlot schoss und sich mit dem teilweise verdampfenden Wasser vermischte. Dies führte zur Bildung eines heißen Gemischs aus Gas, Vulkanasche und Bimssteinlapilli, das sich als pyroklastische Ströme ausbreitete. Diese Dichteströme erreichten eine Länge von bis zu 70 Kilometern und glitten über das Meer.
Die Entdeckung hat auch Auswirkungen auf das Verständnis des südägäischen Vulkanbogens, indem sie auf eine größere Kapazität für hochgradig gefährliche unterseeische Ausbrüche hinweist. Die Existenz einer großen, begrabenen submarinen Caldera unter dem modernen Vulkanfeld wird angedeutet, und die eruptive Geschichte des Christiana-Santorini-Kolumbo-Vulkanfelds wird weiter in die Vergangenheit verlängert.
Obwohl diese Ergebnisse auf eine explosive Vergangenheit hinweisen, betonen die Forscher, dass es äußerst unwahrscheinlich ist, dass das Vulkanfeld in absehbarer Zeit eine ähnlich massive Eruption erleben wird. Dennoch tragen solche Erkenntnisse dazu bei, das Verhalten und die Gefahren solcher Vulkane besser zu verstehen, und können bei der Vorhersage zukünftiger Aktivitäten eine Rolle spielen.
So beunruhigend die Vorstellung eines weiteren europäischen Supervulkans auch sein mag, zeigen die Forschungen auch, dass nicht jeder Ausbruch eines solchen Calderasystems in eine Supervulkaneruption enden muss. Ich denke da insbesondere an die aktuellen Vorgänge der süditalienischen Caldera Campi Flegrei, die in diesen Tagen wieder unruhiger geworden ist.
(Quellen: Geomar, Communications Earth & Environment, 2024: doi: 10.1038/s43247-023-01171-z)
Die Reykjaneshalbinsel liegt im Südwesten von Island und ist im Vergleich zu anderen isländischen Halbinseln mit einer Fläche von ca. 800 Quadratkilometern relativ klein. Die Halbinsel erstreckt sich von der Hauptstadtregion Reykjavik im Nordosten bis hin nach Keflavik im Westen und beherbergt somit zwei der wichtigsten Städte Islands. Außerdem gibt es hier das Geothermalkraftwerk Svartsengi, dem das Thermalbadressort Blaue Lagune angeschlossen ist. Hierbei handelt es sich um eine wichtige Touristenattraktion. Auf Reykjanes gibt es viele Thermalgebiete und der Untergrund ist hier besonders heiß. Der geothermische Gradient ist teilweise um das 10fache überhöht, so dass in 1000 m Tiefe Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius herrschen.
Svartsengi ist nicht das einzige Geothermalkraftwerk der Region, denn im Bereich der Reykjaneshalbinsel gibt es insgesamt 4 Geothermalkraftwerke, von denen 2 direkt auf der Halbinsel liegen und 2 weitere mit einem Spaltensystem assoziiert sind, das seine Finger bis auf Reykjanes ausstreckt. Bei diesem Spaltensystem handelt es sich um das Hengill-System, womit wir beim Thema wären.
Spalten- und Vulkansysteme auf Reykjanes
Die Reykjaneshalbinsel ist die oberseeische Verlängerung des ansonsten unterseeisch verlaufenden Reykjanesrückens, der Teil des Mittelatlantischen Rückens ist. Entlang des Rückens driften die Kontinentalplatten von Nordamerika und Europa auseinander, wobei sich die Kontinente im Jahr um mehr als 2 cm voneinander entfernen. Entsprechend groß sind die Zugspannungen, die das Gestein der Reykjaneshalbisnel zerreißen, was sich in einer äußerst lebendigen Tektonik mit vielen Erdbeben und Vulkanausbrüchen äußert.
Der Reykjanesrücken bildet auf der Halbinsel eine Südwest-Nordost streichende Spreizungszone auf der mindestens 5 Spaltensysteme liegen. Die Spaltensysteme sind nicht nur tektonisch aktiv, sondern auch vulkanisch. So gehört zu den Spaltensystem oft ein dominierender Zentralvulkan oder wenigstens ein Vulkanrücken bzw. Spaltenvulkan mit unterschiedlichen Ausbruchsstellen auf denen sich entweder Kraterreihen oder/und einzelne Vulkane bildeten. Die Vulkane von Reykjanes sind Teil der Westlichen Vulkanzone Islands.
Bei den Spaltensystemen handelt es sich um:
Reykjanes-Risssystem: Dieses Riss- und Spaltensystem erstreckt sich entlang der Westspitze der Reykjaneshalbinsel und tangiert den internationalen Flughafen Keflavik. Der Zentralvulkan Gunnuhver war zuletzt zwischen den Jahren 1210 bis 1240 aktiv. Zu dieser Zeit entstand auch die Eldvörp-Kraterreihe, die in der Grenzregion zum benachbarten Spaltensystem liegt. Der stärkste Ausbruch hatte vermutlich einen VEI4. Submarine Eruptionen des Reykjanes-Spaltenssystems gab es 1831. In den Jahren 1966 und 1970 wurden submarine Eruptionen vermutet. Am Vulkan Gunnuhver gibt es heute ein Thermalgebiet, das seit 2006 aktiver geworden ist.
Svartsengi-System: An diesem Spaltensystem gab es die jüngsten Eruptionen auf der Reykjaneshalbinsel, die sich am 18. Dezember 2023 und am 14. Januar 2024 zutrugen. Das Svartsengi-Vulkansystem hat keinen zentralen Vulkan, sondern setzt sich aus Spalten, Kegeln und Vulkankratern über eine Länge von über 30 km und eine Breite von 7 km zusammen. Diese sind von Nordosten nach Südwesten ausgerichtet und von Lavafeldern umgeben. Zu den markantesten vulkanischen Manifestationen zählen Thorbjörn, Sýlingarfell, Stóra-Skógfell und Litla-Skógfell und die Sundhnúkur-Kraterreihe, entlang derer sich die Eruptionsspalte vom 18. Dezember 2023 öffnete. Diese Kraterreihe entstand vor ungefähr 2400 Jahren und stellten die jüngsten Ausbrüche des Systems dar, bevor es jetzt wieder aktiv geworden ist. Manche Autoren sprechen davon, dass die Aktivität des Reykjanes-Risssystems aus dem 13. Jahrhundert auch auf die Region des Svartsengi-Systems übergriff.
Krýsuvík-Spaltensystem: Das Krýsuvík-System ist ein weiteres bedeutendes tektonisches System auf der Reykjaneshalbinseldass auch für seine geothermale Aktivität und vulkanischen Erscheinungen bekannt ist. Namensgebend ist das Krýsuvík-Thermalgebiet. Zentralvulkan ist allerdings der westlich des Kleifarvatn gelegene Schildvulkan Trölladyngja, weshalb das System auch Trölladyngjavulkansystem genannt wird. Der Schildvulkan brach zuletzt zwischen den Jahren 1151–1188 aus. Eine weitere Eruption gab es möglicherweise im 14. Jahrhundert. Die Wissenschaftler sind sich uneinig darüber, ob der Tafelvulkan Fagradalsfjall, der seit März 2021 aktiv ist und seitdem das Lavafeld Fagradalshraun schuf, zu diesem System gehört, oder ob es ein eigenständiges Spaltensystem bildet, das zwischen Svartsengi und Krýsuvík liegt. Fagradalsfjall liegt auf einem Risssystem, das 5 x 15 km misst.
Brennisteinsfjöll-Spaltensystem: Dieses Spaltensystem befindet sich nordöstlich des Krýsuvík-Gebiets. Es ist mit der Brennisteinsfjöll-Vulkanreihe verbunden, die mehrere Vulkane umfasst, aber keinen Zentralvulkan hat. Insgesamt wurden etwa 20–30 Ausbruchsserien im Vulkansystem der Brennisteinsfjöll festgestellt, etwa 10 davon nach der Besiedelung Islands. Im 14. Jahrhundert flossen Lavaströme ins Meer und bildeten Lavafälle an steilen Hängen.
Hengill-System: Die Hengill-Ausbruchsspalte liegt östlich von Reykjavík und ist mit dem Hengill-Vulkan verbunden. Dieses Gebiet zeigt Anzeichen von geothermaler Aktivität, darunter heiße Quellen und geothermale Felder. Vom Hengillsystem liegt nur das Südwestende im Gebiet der Reykjaneshalbinsel. Im Nordosten reicht es bis zum Thingvallavatn in Südisland. Seitdem Ende der Eiszeit gab es hier vier Spalteneruptionen. Sie fanden vor allem an der Nordseite des Vulkansystems statt. Die letzten Eruptionen ereigneten sich vor ca. 1.900 Jahren.
Die Reykjanes-Halbinsel in Island ist etwa 15-20 Millionen Jahre alt und war während den verschiedenen eiszeitlichen Perioden von Gletschern bedeckt. Über das eruptive Geschehen vor der letzten Eiszeit weiß man nur wenig. Die meisten vulkanischen Erhebungen der Reykjaneshalbinsel entstanden während der letzten Eiszeit unter der Gletscherbedeckung und weisen deshalb häufig abgeflachte Gipfel auf. Die heute sichtbaren Schlackenkegel und Lavafelder sind nach dem Schmelzen der Gletscher vor ca. 10.000 Jahre entstanden.
Typisch für den Vulkanismus auf Reykjanes scheint zu sein, dass die vulkanische Aktivität in Zyklen abläuft, zwischen denen bis zu tausend Jahre lange Ruhephasen liegen, während die aktiven Phasen bis zu 300 Jahre andauern. In diesen Phasen können die unterschiedlichen Spaltensysteme nacheinander aktiv werden.
Viele der Lavafelder bedecken eine Fläche von 50 Quadratkilometer und sind in Eruptionsphasen der Spaltenvulkane entstanden, die meistens mehrere Jahrzehnte dauerten. Daher gehen die Geowissenschaftler davon aus, dass die aktuelle Eruptionsphase gerade erst begonnen hat und noch lange anhalten könnte.
Die Eruptionsphase begann mit dem Fagradalsfjallausbruch im März 2021. Vorher gab es einige Monate lang Erdbeben und Bodenhebungen auf Reykjanes. Es folgen 2 weitere Ausbrüche, die ca. 14 Tage dauerten. Im Herbst 2023 verlagerte sich die Aktivität in Richtung des Svartsengi-Systems.
Die Vulkane auf Reykjanes fördern überwiegen Tholeiitschen Basalt. Das ist eine spezifische Art von basaltischer Lava mit einer charakteristischen chemischen Zusammensetzung. Tholeiitische Magmen sind in der Regel arm an Alkalien (Natrium- und Kaliumoxid) und haben eine hohe Konzentration an Eisenoxid (FeO) und Magnesiumoxid (MgO). Sie sind typisch für Basalte Mittelozeanischer Rücken und heißen in der Fachsprache Mid Ocean Ridge Basalt (kurz MORB ), können allerdings auch mit Basalten aus Mantelplumes in Verbindung gebracht werden. Im Falle Islands ist das nicht sonderlich abwegig, da es ja noch den berühmten Islandmantelplume gibt, dessen Zentrum unter Grimsvötn vermutet wird.
Übrigens wurde der Name der Halbinsel von den ersten isländischen Siedlern passen ausgewählt: Reykjanes heißt auf Deutsch soviel wie Rauchspitze.
Studie zu Lavafontänen am Fagradalsfjall – Zyklen wurden vom Gas gesteuert
Die magmatische Aktivität auf der isländischen Reykjaneshalbinsel steht seit Ende Oktober im Fokus der Berichterstattung auf Vnet. Ähnlich verhielt es sich mit der ersten Eruption am Fagradalsfjall, die im März 2021 begann und gut ein halbes Jahr anhielt. Damals gab es eine ca. 6 wöchige Ausbruchsphase, bei der es zu Lavafontänen kam, die zwischen 100 und 400 m hoch waren, relativ kurzlebig waren und in sehr regelmäßigen Intervallen erschienen. Ein internationales Forscherteam unter Leitung der UNI Reykjavik und IMO wollte dem Rätsel dieser Lavafontänen auf die Spur kommen, wobei das Rätselhafte an den Fontänen ihre Periodizität war. Eine ähnliche Periodizität, doch mit längeren Aktivitäts- und Ruhephasen, wurde bereits während Paroxysmen am Ätna beobachtet, bei der die Lavafontänen aber weitaus größer waren und auch große Mengen Vulkanasche gefördert wurden. Auch am Kilauea auf Hawaii gab es bereits Phasen mit ähnlichen Lavafontänen. Während die Schmelze aus den beiden letztgenannten Vulkanen aus flach gelegenen Magmareservoirs kam, geht man davon aus, dass das Magma am Fagradalsfjall während der Eruptionsphase mit den Lavafontänen aus größerer Tiefe stammte. Vermutlich ist es direkt vom Ort seiner Entstehung aus aufgestiegen.
Lavafontänen sind eine häufige Erscheinung im Basaltvulkanismus, deren Dauer und intermittierende Natur jedoch nur teilweise verstanden sind, vor allem aufgrund der Schwierigkeiten bei der Messung von häufig vorkommenden Gasen wie Wasserdampf und Kohlendioxid. Im Mai 2021 ermöglichten außergewöhnliche Bedingungen hochauflösende infrarotspektroskopische Messungen der emittierten Gase während 16 solcher Fontänen-Ruhe-Zyklen. Die Messungen erfolgten aus unmittelbarer Nähe des Vulkans. Das Messgerät stand nur 300 m von den Fontänen entfernt. Ähnliche Messungen am Ätna wurden aus mehr als 1 km Entfernung durchgeführt und waren daher weniger genau. Im Unterschied zum Ätna folgten hier die Aktivitäts- und Ruhephasen in viel kürzeren Abständen aufeinander. Die Forscher wurden vor allem von einer Frage motiviert: Was steuert die Zeitskalen von Fontänen und Ruhephasen?
Die Messungen zeigten, dass die Entgasung von Kohlendioxid in der oberen Kruste während des Magmaaufstiegs erfolgte, gefolgt von einer weiteren Gas-Flüssigkeits-Trennung in geringen Tiefen von weniger als 100 m. Die Forscher erklären die periodischen Lavafontänen als Ergebnis von Druckzyklen in einem flachen, mit Magma gefüllten Hohlraum, der am ehesten der klassischen Vorstellung einer Magmakammer entspricht. So einen Hohlraum kann man in ein paar Kilometer Entfernung zum Fagradalsfjall tatsächlich besichtigen.
Die Forscher hoffen nun, mit den gewonnenen Erkenntnissen zukünftige Vulkanausbrüche besser zu verstehen und ihr Verhalten vorhersagen zu können. (Quelle: https://www.nature.com/articles/s41467-023-42569-9)
