Studie zeigt, dass das Magma der ersten Fagradalsfjall-Eruption in der Erdkruste zwischengespeichert wurde
Seit 2021 faszinieren uns die Vulkanausbrüche auf Island. Die Eruptionen auf der Reykjanes-Halbinsel begannen mit den Fagradalsfjall-Feuern und setzten sich seit Oktober 2023 mit den Sundhnúkur-Feuern fort. An beiden, nur wenige Kilometer voneinander entfernten Lokationen, gab es mehrere Intrusionen und Spalteneruptionen, die große Mengen Lava förderten und ausgeprägte Lavafelder entstehen ließen. Wissenschaftler vermuten, dass diese Eruptionen nur die ersten einer Serie sind, die mehrere Jahrzehnte andauern und nach und nach auch auf weitere Spaltensysteme der Reykjanes-Halbinsel übergreifen könnten.
Um zukünftige Ereignisse besser vorhersagen zu können, ist das Verständnis der Eruptionsmechanismen entscheidend. Dazu gehört, wie das Magma entsteht, aufsteigt und gegebenenfalls in Magmenkörpern zwischengespeichert wird, bevor sich ein oberflächennaher magmatischer Gang bildet oder eine Eruption beginnt.
Ein internationales Team aus Geoforschern und Studenten unter der Leitung der Scripps Institution of Oceanography der UC San Diego sammelte fortwährend Lavaproben der basaltischen Eruptionen auf Island sowie von den Ausbrüchen auf La Palma (2021) und am Mauna Loa (2022) und analysierte sie im Labor. Es entstand eine detaillierte Zeitreihenanalyse der geochemischen Komponenten der Lavaproben. Mithilfe von Spektrometern wurden die elementaren Inhaltsstoffe der Gesteinsproben untersucht und die Signaturen bestimmter Isotope wie Osmium analysiert, um Hinweise darauf zu erhalten, unter welchen Bedingungen ein Magma entstanden beziehungsweise gespeichert wurde.
Osmium kommt in unterschiedlichen Isotopen vor, die durch radioaktiven Zerfall von Rhenium entstehen, welches in den Gesteinen der Erdkruste vorkommt. Spuren von Osmium in der eruptierten Lava gelten als Indizien dafür, dass eine Schmelze längere Zeit in der Kruste zwischengespeichert wurde, wo sie mit Krustenmaterial kontaminierte, bevor sie final aufstieg und in Form von Lava eruptierte. Die Forscher entdeckten in den Lavaproben der ersten Fagradalsfjall-Eruption von 2021 hohe Konzentrationen der Osmium-Isotope und schlossen daraus, dass das ursprüngliche Magma vor der Eruption längere Zeit in der Erdkruste zwischengespeichert wurde. Ähnliches konnten sie für die La Palma-Eruption nachweisen, während entsprechende Spuren in der Lava vom Mauna Loa fehlten.
Entgegen früheren Studien, die behaupteten, dass nur das Magma der ersten Eruptionstage der Fagradalsfjall-Eruption in der Erdkruste zwischengespeichert wurde, zeigt die neue Studie, dass auch die Schmelze des späteren Eruptionsverlaufs aus der Erdkruste stammt und nicht, wie bislang angenommen, direkt aus dem Erdmantel aufgestiegen ist. Erste bei späteren Eruptionen im Fagradalsfjall-Gebiet fehlten die Osmium-Isotope und man geht davon aus, dass die Schmelze ohne längeren Zwischenstopp in der Erdkruste eruptierte.
Die Forscher schließen daraus, dass die Bildung größerer krustaler Magmenkörper und die Interaktion der Schmelze mit dem Krustenmaterial eine Voraussetzung für basaltische Eruptionen sind, die große Volumina an Lava fördern. Nachfolgende Eruptionen nutzen dann freie Aufstiegswege, die als Expressautobahnen aus der Tiefe des Erdmantels angelegt sind. (Quelle: nature.com/articles/s41586-024-07750-0)