Studie enthüllt neuen Mechanismus hinter explosiven Eruptionen am Vulkan Kilauea im Jahr 2018
Die Leilani-Eruption am Kīlauea auf Hawaii war der stärkste Ausbruch dort seit Jahrzehnten: Lavaströme ergossen sich aus Spalten nahe der Küste und zerstörten Tausende Häuser in der Siedlung Leilani, bevor sie sich ins Meer ergossen. Doch der Ausbruch hatte auch eine explosive Komponente, die periodisch Aschewolken aus dem Halema’uma’u-Krater aufsteigen ließ, die eine Höhe von bis zu 8 Kilometern erreichten. Den Explosionen gingen Erdbeben voraus, die oft eine Magnitude im Viererbereich aufwiesen. Ein internationales Forscherteam der University of Oregon (UO) in Zusammenarbeit mit der Sichuan University in China entschlüsselte nun den Mechanismus, der hinter zwölf dieser Explosionen stand. Demnach wurden die Explosionen nicht von einem der bekannten Auslöser explosiver Eruptionen verursacht, die entweder durch Dampfexplosionen oder durch magmatische Entgasungen entstehen, sondern gingen mit dem plötzlichen Druckanstieg infolge des Kollapses eines Magmenreservoirs einher. Diese Erkenntnisse wurden in einem Artikel in Nature Geoscience veröffentlicht.
Josh Crozier, ein Doktorand der UO, erklärte in einer Pressemeldung der Universität, dass herkömmliche explosive Vulkanausbrüche hauptsächlich durch aufsteigendes Magma oder verdampftes Grundwasser ausgelöst werden. Die Kīlauea-Eruptionen passten jedoch nicht in dieses Schema, da das eruptive Material wenig frisches Magma enthielt und kein nennenswertes Grundwasser beteiligt war.
Die Analyse zeigte, dass vor jeder Explosion Magma langsam aus einem unterirdischen Reservoir abfloss. Dieses Magma speiste die Lavaströme, die an der Ostflanke des Vulkans austraten und Leilani zerstörten. Als das Reservoir leer war, kollabierte der Kraterboden des Halema’uma’u, was zu einem raschen Druckanstieg im Reservoir führte. Das komprimierte Gas schoss durch eine 600 Meter lange Röhre vom Reservoir bis zum Schlot des Halema’uma’u-Kraters, fragmentierte das Magma und bereits erkaltete Lava und trieb die so entstandene Vulkanasche durch den Schlot nach oben und verursachte die Eruptionen. Dieser Prozess ähnelt einem Stampfraketenspielzeug, bei dem ein Druck auf einen Airbag ein Projektil in die Luft schleudert.
Obwohl dieser spezifische Mechanismus neu beschrieben wurde, ist es wahrscheinlich, dass er auch bei anderen Eruptionen vorkommt. Die Studie konnte geophysikalische Beobachtungen mit atmosphärischen Eigenschaften der Vulkanfahne verknüpfen, was selten ist und neue Möglichkeiten bietet, Eruptionen zu beobachten und Sensordaten mit Computersimulationen zu kombinieren.
Tatsächlich konnte ich zusammen mit Martin Rietze die Leilani-Eruption dokumentieren und erlebte auch eine der beschriebenen Ascheeruptionen aus dem Halema’uma’u-Krater mit. Natürlich war der Nationalpark gesperrt, doch wir schafften es bis zu einem Golfplatz in Sichtweite des Kraters vorzudringen, als dann auch eine Explosion kam. In unserer FB-Community wurde über das Zustandekommen dieser regelmäßig erfolgenden Eruptionen diskutiert und auch über einen Zusammenhang mit den kurz vorher stattfindenden Erdbeben spekuliert. Dabei wurde auch über Kollapsereignisse als Motor der Eruptionen gesprochen. Infolge der Ausbrüche erweiterte und vertiefte sich der Gipfelkrater enorm. Erst in den letzten Jahren füllte die Lavaseeaktivität den Krater weitestgehend wieder auf. (Quellen: Nature Geoscience, 2024, https://www.nature.com/articles/s41561-024-01442-0 ; Universität Oregon)