Vor einem Jahr hat uns der Vulkanausbruch auf der Kanareninsel La Palma in Atem gehalten. Während die Eruption für die Anwohner des Cumbre-Vieja Vulkanrückens eine große Katastrophe darstellte, war er für die Wissenschaft ein Glücksfall: erstmalig konnten die Forscher eine Eruption auf La Palma mit modernsten Geräten von Anfang bis Ende verfolgen und dokumentieren. Der so gewonnene Datenberg wird nun von den Wissenschaftlern ausgewertet. Ein internationales Forscherteam wertete die seismischen Messdaten aus und konnte nun ein Modell der Aufstiegswege der Magmen unter dem Vulkan vorstellen.
Dem Magma auf der Spur
Die Studie, die nun in einer Preprint-Version von Scientific Reports der Nature-Gruppe erschienen ist, liest sich fast so spannend wie ein Krimi und weist auch sonst Parallelen akribischer Detektivarbeit auf. Beteiligt waren Wissenschaftler Von INVOLCAN, der Universität von Granada und dem russischen Trofimuk-Instituts für Erdölgeologie und Geophysik. Mittels des bekannten Verfahrens der seismischen Tomografie gelang es ein 3D-Bild des tiefen Untergrunds im Bereich des Cumbre Vieja zu erstellen. Dabei wurden 11.349 Erdbeben ausgewertet, die während und im Vorfeld der Eruption stattfanden. Die Erdbeben wurden überwiegend durch die Bewegungen magmatischer Fluide ausgelöst. Zudem lieferte die Analyse von Lavaproben Hinweise darauf, wie schnell die Schmelze aufgestiegen ist und in welcher Tiefe sie gebildet wurde. Schon während der Eruption war klar, dass es unter dem Cumbre Vieja einen Magmenkörper geben musste, der bis in großer Tiefe hinabreicht, doch seine genaue Lage und Struktur blieb unklar. Die Studie brachte nun Licht ins Dunkle und präsentiert uns ein sehr genaues Modell des Magmenköpers und dem Aufstiegsweg des Magmas unter der Südhälfte von La Palma.
3 Zonen anormaler Wellengeschwindigkeiten der Erdbeben
Die Forscher identifizierten 3 Zonen, in denen sich die Erdbebenwellen unterschiedlich schnell ausbreiteten, was auf eine Variation in der Beschaffenheit des Materials hindeutet, in dem sich die Erdbebenwellen bewegten. Von der Erdoberfläche aus gesehen lag eine dieser Zonen in einer Tiefe von weniger als 3 km und erstreckte sich bis zur Oberfläche. Dort hat sich das Gestein durch hydrothermalen Einfluss verändert und gleicht einem losen Schutthaufen. Solche Zonen kennt man u.a. vom Ätna. Erdbebenwellen bereiten sich aufgrund der lockeren Struktur der Gesteine nur langsam aus, Magma dafür umso schneller. Eine 2. Zone besteht aus einem Körper verfestigter Ozeankruste, die sich von der Oberfläche bis in 10 km Tiefe erstreckt. Die Erdbebenwellen bewegten sich dort schneller, da das Material eine höhere Dichte als das umliegende Gestein aufweist. Ich würde vermuten, dass es sich dabei um Material handelt, das von einem früheren Vulkanausbruch stammt. Bei der 3. Zone handelt es sich um die eigentliche Magmenintrusion unterhalb der ozeanischen Kruste. Ihre Basis liegt in 25 km Tiefe und ihre Oberseite in 7 km Tiefe. Durch die Intrusion wurde die Moho (Mohorovicic-Anomalie, die die Grenze zwischen Erdkruste und Asthenosphäre markiert) angehoben. Die Studie zeigte, dass das Magma vor Eruptionsbeginn nur 7 Tage benötigte, um aus 10 km Tiefe aufzusteigen. In den oberen 3 km stieg das Magma entlang des Kontaktbereichs zwischen den Zonen 1 und 2 auf.
Die Forscher prüfen nun, ob dieses Modell auch auf andere Vulkane der Kanaren übertragbar ist. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem Pico del Teide auf Teneriffa. Sollte das neue Modell vom Cumbre Vieja hier übertragbar sein, dann könnten sich auch auf Teneriffa Eruptionen sehr viel schneller entwickeln, als man es bislang angenommen hat.
(Quellen: INVOLCAN und Nature.com: https://www.nature.com/articles/s41598-022-21818-9)