Ol Doinyo Lengai: Deflation detektiert

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Vulkan Ol Doinyo Lengai in Tansania verliert an Höhe – Magmenkörper schrumpft

In den vergangenen Tagen schrieb ich öfter über den faszinierenden Vulkan Ol Doinyo Lengai, der im tansanischen Teil des Ostafrikanischen Riftvalleys liegt. Nun gibt es eine neue Studie, die weitere Erkenntnisse liefert.

Der Ol Doinyo Lengai in Tansania ist der weltweit einzige Vulkan, der Karbonatitlava ausstößt. Über diese besondere Lava wurde bereits viel berichtet, daher hier nur ein kurzer Überblick: Anders als silikatische Laven, die zwischen 45 und 70 % Kieselsäure enthalten, weist das Magma des Ol Doinyo Lengai weniger als 25 % Kieselsäure auf. Die Lava basiert auf Karbonat und enthält hohe Konzentrationen an Natrium und Kalium. Sobald sie erstarrt, oxidiert sie schnell zu einem weißen Pulver.

Die neue Studie analysierte hunderte von InSAR-Aufnahmen (Synthetic Aperture Radar) von zwei Satellitensystemen. Diese zeigen, dass ein etwa 500 m durchmessendes Gebiet im Gipfelbereich des Vulkans jährlich um 3,6 Zentimeter absinkt. In den letzten 10 Jahren hat der Kraterbereich somit 36 Zentimeter an Höhe verloren.

Dieses Phänomen wird höchstwahrscheinlich durch ein sich entleerendes Magmareservoir verursacht, das in maximal 1 km Tiefe unter dem Gipfelkrater liegt.

Die Subsidenz könnte eine Folge der großen explosiven Eruptionen von 2007-08 sein, bei denen sich Natriumkarbonat mit frischer silikatischer Schmelze mischte. Diese Eruptionen erreichten einen VEI 3 und sprengten die Kraterplattform, die seit der vorherigen explosiven Eruption von 1967 entstanden war. Es bildete sich ein neuer Kraterkegel mit einem über 100 m tiefen und mehr als 300 m breiten Krater. Seitdem wird der Krater langsam durch natriumkarbonatitische Lavaströme aufgefüllt, wobei sich Hornitos bilden, in denen die Lava brodelt.

Frühere Untersuchungen deuteten bereits darauf hin, dass der frisch entstandene Krater absinken könnte, was die neue Studie nun bestätigt. Die oberen Hänge dieses Kraters sinken seit 2013, vermutlich aufgrund des sich leerenden Magmareservoirs etwa 1.000 m unter dem Vulkan.

Die Geometrie und Eigenschaften dieses flachen Magmareservoirs bleiben unklar, könnten jedoch mit einem größeren Reservoir in einer Tiefe von 3.000 m oder mehr verbunden sein. Die Überwachung des Absinkens ist wichtig, um zukünftige Ausbrüche vorherzusagen. Am westlichen Rand des Vulkans entwickelt sich ein 100 Meter langer, mit Lava gefüllter Spalt, der sich weiter ausdehnen könnte, während der Vulkan weiter ausbricht und absinkt.

Ich besuchte den Ol Doinyo Lengai zuletzt im Frühjahr 2008 und bekam noch die Endphase der explosiven Eruptionen mit. Zuvor bestieg ich diesen faszinierenden Vulkan 3 Mal und riskierte dabei auch den einen oder anderen Blick in einen kollabierten Hornito. Darunter befanden sich gewaltige Hohlräume und es wurde klar, dass die Kraterplattform auf einem Untergrund ruhte, der einem Schweizer Käse glich, mit dem Unterschied, dass es mehr Löcher als Käse gab. Ich erinnere mich an ein Ereignis, das mir das Blut in den Adern gefrieren ließ: Während des Mittagessens im Krater, das unser Koch Othman zubereitet hatte, durchlief eine Erschütterung den Vulkan und ein Geräusch wie von einem tiefen Glockenschlag ertönte und ließ die Luft vibrieren. In diesem Moment dachte ich, die Plattform würde kollabieren. (Quelle: https://doi.org/10.1029/2023GL107673)

Taal Vulkan eruptiert drei Mal phreatisch

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Vulkan Taal auf den Philippinen erzeugt 3 prheatische Eruptionen – Alarmstatus bleibt auf „1“

Gestern Morgen erzeugte der philippinische Calderavulkan Taal drei schwache phreatische Eruptionen, die Dampfwolken bis auf eine Höhe von 2.100 Metern aufsteigen ließen. Das geht aus einem Bericht der philippinischen Behörde PHIVOLCS hervor. Bereits am Vortag hatte sich eine phreatische Eruption manifestiert. Diese Entwicklung ist typisch für Zeiten mit einem relativ geringen Schwefeldioxid-Ausstoß, der sich gestern auf 3.309 Tonnen pro Tag belief. Zwar ist dies im Vergleich zu anderen Vulkanen ein hoher Wert und mit den Ausstoßmengen explosiv eruptierender Vulkane vergleichbar, doch am Taal gibt es immer wieder Phasen mit einem drei- bis viermal so hohen Schwefeldioxid-Ausstoß, in denen jedoch meistens keine phreatischen Eruptionen stattfinden.

Neben den drei dampfgetriebenen Eruptionen wurden drei vulkanotektonische Erdbeben registriert. Sie könnten in direktem Zusammenhang mit den Eruptionen gestanden haben.

Die drei phreatischen Ausbrüche dauerten jeweils eine Minute und wurden um 19:15 Uhr, 19:19 Uhr und 19:23 Uhr aufgezeichnet. Phreatische Eruptionen entstehen, wenn geothermische Energie Grundwasser so stark erhitzt, dass es schlagartig verdampft. Es ist auch möglich, dass sich der Dampf zuerst in Hohlräumen ansammelt, bis der Druck so groß ist, dass Schwachstellen im Gestein nachgeben. Diese Eruptionen sind typisch für Vulkane mit einem Kratersee, aber auch für große Calderas mit einem ausgeprägten Hydrothermalsystem. Auf Taal trifft beides zu: Die Eruptionen manifestierten sich aus dem wassergefüllten Krater auf Volcano Island. Die Vulkaninsel liegt in einem großen See, der die Caldera des Vulkans füllt.

Das PHIVOLCS-Bulletin vermerkte auch die langfristige Deflation der Taal-Caldera und die kurzfristige Inflation der nördlichen und südöstlichen Flanken der Taal-Vulkaninsel.

Über dem Taal-Vulkan bleibt Alarmstufe 1 bestehen, was auf ein geringes Maß an Unruhe hinweist. Mögliche Gefahren bei Alarmstufe 1 umfassen phreatische Explosionen, vulkanische Erdbeben, kleinere Aschefälle und/oder Exhalationen von Vulkangas. Sammelt sich das Gas in Senken an, können tödlich wirkende Gaskonzentrationen entstehen. Außerdem besteht die Gefahr der Bildung von Vog (vulkanischem Smog).

Das Betreten der Taal-Vulkaninsel, insbesondere des Hauptkraters und der Daang-Kastila-Spalten, bleibt weiterhin streng verboten. Die Insel ist als permanente Gefahrenzone ausgewiesen. Auch der Aufenthalt am Taal-See ist verboten.

Erst vor zwei Wochen gab es in der US-amerikanischen Yellowstone-Caldera eine phreatische Explosion, die einen hölzernen Laufsteg zerstörte. Theoretisch sind solche Eruptionen auch in der süditalienischen Caldera Campi Flegrei möglich.

Philippinen: Starkes Erdbeben Mw 6,9 am 2. August

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Erdbebenserie mit zwei Erschütterungen im Sechserbereich erschüttern Philippinen – Menschen fliehen auf Straßen

Datum 02.08.2024 | Zeit: 22:23:03 UTC |  8.229 ; 126.603 | Tiefe: 30 km | Mw 6,9

Gestern Abend begann um 22:23:02 UTC eine starke Erdbebenserie vor der Ostküste der philippinischen Insel Mindanao. Das stärkste Beben erreichte eine Magnitude von 6,9 und hatte ein Hypozentrum in 30 Kilometern Tiefe. Das Epizentrum wurde 30 km nordöstlich von Lingig verortet, einem Ort, in dem 6.400 Menschen leben. Es folgte eine Serie starker Nachbeben mit Magnituden im Fünferbereich, die anhielten, bis es um 04:20:26 UTC zu einem weiteren starken Erdbeben der Moment-Magnitude 6,3 kam. Dieses Beben lag mit einer Tiefe von 10 Kilometern relativ oberflächennah. Die Daten stammen vom GFZ Potsdam. Andere Erdbebendienste veröffentlichten leicht abweichende Werte.

Obwohl die Beben stark genug waren, um theoretisch große Schäden zu verursachen, gibt es bisher keine Meldungen über Schäden oder Opfer. Laut PHIVOLCS und dem US-amerikanischen Tsunami-Warnsystem wurde kein Tsunami-Alarm ausgelöst.

Die Erdstöße wurden in einem großen Umkreis von der Bevölkerung gespürt. Dem EMSC liegen Wahrnehmungsmeldungen aus einem Umkreis von etwa 500 Kilometern um die Epizentren vor. Viele Menschen wurden aus dem Schlaf gerissen und flohen in Panik auf die Straßen, wo sie die Nacht im Freien verbrachten, aus Angst vor weiteren starken Beben.

In lokalen Medien wird der Katastrophenschutzbeauftragte Ian Onsing aus der Gemeinde Lingig zitiert, der berichtete, dass das Hauptbeben ziemlich stark war und etwa 10 bis 15 Sekunden dauerte. Bodenbewegungen konnten deutlich gespürt werden. Ein weiterer Katastrophenschutzbeauftragter aus der Gemeinde Hinatuan bemerkte Bodenbewegungen, die bis zu 30 Sekunden anhielten. Einheitlich wird von vielen Nachbeben berichtet.

Tektonisches Umfeld der Philippinen

Das Erdbeben stand in Verbindung mit der Subduktion am Philippinengraben. Dabei handelt es sich um eine 1.325 km lange Tiefseerinne, die bis zu 10.540 m tief ist und den Verlauf der kontinentalen Naht zwischen der ozeanischen Philippinenplatte und Eurasien markiert. Die schwerere ozeanische Krustenplatte gerät unter die leichtere Kontinentalplatte und taucht bis in den Erdmantel ab. Dabei schmilzt das ozeanische Krustenmaterial teilweise und bildet Magma, das hinter der Subduktionszone aufsteigt und an den Vulkanen der Philippinen eruptiert wird. Da der Philippinengraben bis zur indonesischen Insel Halmahera reicht, ist er auch für Vulkanausbrüche in dieser Region verantwortlich. Die Erdbeben entstehen, wenn es zu Verhakungen und Spannungen durch die Plattenbewegungen kommt. Gelegentlich können die Erdbeben auch Vulkanausbrüche triggern.

Die Philippinen werden überdurchschnittlich oft von Erdbeben und Vulkanausbrüchen, aber auch von anderen Naturkatastrophen wie Stürmen, Überflutungen und Erdrutschen heimgesucht. Auch der anthropogene Klimawandel wirkt sich im Bereich der Inseln stärker aus als anderswo. Der Meeresspiegelanstieg schafft ebenfalls zahlreiche Probleme.

Sodaseen: Gemeinsamkeit von Störungszonen

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Gemeinsamkeiten von Störungszonen: Sodaseen im Ostafrikanischen Riftvalley und entlang der San Anderas Fault

Gestern schrieb ich in den News über die Aktivität des außergewöhnlichen Vulkans Ol Doinyo Lengai, der im Ostafrikanischen Grabenbruch liegt. Das brachte mich auf die Idee, das Riftvalley mit der San Andreas-Störung zu vergleichen, die ich im Juli einen Kurzbesuch abstattete.

Beim Ostafrikanischen Grabenbruch handelt es sich um ein über 6000 Kilometer langes divergentes Rift, an dessen Boden sich Sodaseen gebildet haben. Ihr Wasser enthält außergewöhnlich viel Natriumkarbonat, wie es auch in der Lava des Vulkans Ol Doinyo Lengai vorkommt. Auf den ersten Blick haben das Rift Valley und die Region der San Andreas Fault (SAF) nicht viel gemeinsam, doch bei genauerem Hinsehen zeigen sich Parallelen.

Die SAF ist eine wohlbekannte Störungszone in Form einer Blattverschiebung und markiert den Verlauf der Plattengrenze zwischen Nordamerika und dem Pazifik. Am Südende der Störung liegt der Saltonsee, dessen Wasser ebenfalls viel Natriumkarbonat enthält, ebenso wie der Soda Lake in den Carrizo Plains. Was mir bis dato nicht bekannt war, ist der Umstand, dass es auch an anderen Teilen der San-Andreas-Verwerfung Teiche (Sag Ponds) mit Salzansammlungen gibt, die sich in kleinen Depressionen aneinanderreihen und den Verlauf der Scherzone markieren. Laut Schulbuchmeinung sammelt sich in diesen Teichen phreatisches Wasser, sofern sie nicht ausgetrocknet sind, wobei sich die Frage stellt, woher dann die Salzablagerungen kommen.

Für mich hat es den Anschein, als käme dem Natriumkarbonat im Bereich von kontinentalen Störungszonen eine besondere Rolle zu: Es stammt überwiegend aus der Verwitterung von (vulkanischen) Gesteinen, die reich an Kalium und Natrium sind. Die Mineralien lösen sich im Wasser, das sich in den oft abflusslosen Becken sammelt, die sich aufgrund tektonischer Prozesse im Bereich von Störungszonen bilden. Dort verdunstet das Wasser und am Seeboden reichern sich die Salze und Karbonate an. Spekulativ ist, dass das Natrium als Schmiermittel in den Störungszonen fungiert und entlang von Störungen aus dem Boden austritt. Grund für diese Spekulation ist der Umstand, dass es in einigen Sodaseen aktive Salzquellen gibt, die oft als Sodageysire bezeichnet werden.

Suwanose-jima eruptierte am 02.08.24

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Entlegener Inselvulkan Suwanose-jima eruptierte Aschewolke –  Seismizität deutlich erhöht

Der japanische Inselvulkan Suwanose-jima liegt im Süden des Ryukyu-Archipels und zeichnet sich durch seine oft mehrere Monate andauernden Eruptionsphasen aus, während derer der Vulkan strombolianische und vulcanianische Eruptionen erzeugt. In eine solche Eruptionsphase könnte der Suwanose-jima nun wieder eintreten, denn nachdem er mehrere Wochen lang vergleichsweise ruhig war, meldete das VAAC Tokio heute eine explosive Eruption, bei der die Vulkanasche bis auf eine Höhe von 1.800 Metern aufstieg und in Richtung Süden verfrachtet wurde. Es handelte sich um eine kleinere Aschewolke, die nicht unbedingt die Initialzündung einer Eruptionsphase gewesen sein muss, jedoch sein könnte. Für weitere Eruptionen spricht die erhöhte Seismizität, die seit Mitte Juli deutlich zugenommen hat. In der Spitze wurden fast 100 vulkanotektonische Erdbeben festgestellt, die auf Magmenaufstieg hindeuten.

Das JMA bestätigte die Eruption in einer kurzen Meldung und schrieb, dass Vulkanasche gut 1.000 Meter über Kraterhöhe aufgestiegen sei. Weitere Informationen wurden angekündigt.

Das „vergleichsweise ruhig“ bezieht sich darauf, dass es am 22. und 24. Juli bereits zwei einzelne Eruptionen gegeben hat. Im JMA-Bulletin für den Beobachtungszeitraum vom 22. bis 29. Juli erfährt man, dass die Eruptionen aus dem Otake-Krater erfolgten. Vulkanasche stieg ähnlich hoch auf wie heute. Dabei verteilten sich größere Gesteinsblöcke in einer Entfernung von 300 Metern um das Kraterzentrum. In der Nacht wurde der Ausbruch mittels einer hochempfindlichen Überwachungskamera beobachtet, die Rotglut aufzeichnete.

Während des gesamten Zeitraums traten vulkanische Erschütterungen unter dem Krater auf, jedoch blieb die Anzahl der vulkanischen Erdbeben auf der Westseite der Insel gering.

Kontinuierliche GNSS-Beobachtungen weisen auf eine zunehmende Ansammlung von Magma in tieferen Bereichen der Westseite der Insel hin, jedoch ohne signifikante Schwankungen.

Das JMA warnt davor, sich dem Gipfelbereich des Suwanose-jima zu nähern: Innerhalb eines Umkreises von 1,5 km um das Zentrum des Mitake-Kraters besteht die Gefahr, dass große Schlackenblöcke einschlagen.

Ätna: Strombolianische Eruptionen halten am 2. August an

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Strombolianische Eruptionen aus der Voragine setzten sich fort – Tremor steigt langsam

Am Ätna auf Sizilien hält die strombolianische Tätigkeit aus dem Krater Voragine an. Die Eruptionen kommen in relativ kurzen Abständen und fördern zunehmend glühende Tephra, die gut 100 m hoch ausgeschleudert wird und auf der Außenflanke des neu gewachsenen Kraterkegels landet. Dieser Kegel markiert aktuell den Gipfel des Ätnas.

Luftaufnahmen zeigen, dass sich im Förderschlot des Kraterkegels eine Lavalinse gebildet hat, etwas, das am Ätna nicht alle Tage vorkommt. Normalerweise sind die Schlote an der Oberfläche mit Brocken erkalteter Lava gefüllt, die bei den Eruptionen ausgestoßen werden. Früher, als der Förderschlot noch unterhalb des Niveaus des Rands vom Zentralkrater lag, konnte man bei solchen Gelegenheiten platzende Lavablasen fotografieren.

Während die Erdbebentätigkeit gering ist, steigt der Tremor immer weiter an und bewegt sich nun knapp unterhalb der Grenze zum roten Bereich. Natürlich stellt man sich die Frage, ob die aktuelle Tätigkeit das Vorspiel zu einem neuen Paroxysmus ist oder ob wir eine Phase strombolianischer Tätigkeit erleben, wie wir sie am Anfang der Eruptionen im Juni sahen. Letztendlich gipfelte aber auch diese mehrwöchige Phase in einem Paroxysmus, was auch jetzt gut möglich, aber nicht zwingend gegeben ist.

Wissenschaftlich betrachtet lassen sich Paroxysmen praktisch nicht prognostizieren. Die Ausbrüche können noch stoppen, wenn man sich fast sicher ist, dass einer beginnt. Die Erfahrung zeigt aber, dass sich langsam steigernde strombolianische Eruptionsphasen oft in Richtung Paroxysmus entwickeln. Andererseits gab es in früheren Jahren immer wieder rein strombolianische Eruptionsphasen am Ätna, die oft monatelang andauerten, ohne dass es zu einem Paroxysmus kam. Da es aber im Juli bereits zu vier dieser Ausbrüche kam, ist es wahrscheinlich, dass wir den fünften bald sehen werden.

Übrigens tauchte auch das Erdbeben von Cosenza im Seismogramm des Ätnas auf und man darf sich fragen, ob es Auswirkungen auf die Vulkane Ätna und Stromboli haben wird. Erdbeben sind in der Lage, Vulkane zu beeinflussen und Eruptionen zu triggern, aber auch abzuwürgen.

Italien: Erdbeben ML 5,0 bei Cosenza

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Erdbeben ML 5,0 erschüttert Region von Cosenza – Menschen flüchten auf die Straßen

Datum 01.08.2024 | Zeit: 19:43:20 UTC | 39.482 ; 16.784 | Tiefe: 21 km | ML 5,1

Am Donnerstag, dem 1. August 2024, ereignete sich in der süditalienischen Region Cosenza in Kalabrien ein Erdbeben der Magnitude 5,0. Das Beben manifestierte sich um 21:43:20 Uhr Lokalzeit. Das Epizentrum wurde vom EMSC 13 km südlich von Mirto in der Region Cosenza verortet. Laut Angaben vom INGV lag es im Ort Pietrapaola, 50 Kilometer östlich von Cosenza. Das ebenfalls bekannte Crotone befindet sich 53 Kilometer südöstlich. Das Hypozentrum lag in einer Tiefe von 21 Kilometern, was die Auswirkungen an der Erdoberfläche etwas abschwächte.

Das war das stärkste Beben in Kalabrien in den letzten zwölf Jahren, doch größere Schäden gab es nicht und es kamen auch keine Personen zu Schaden. Dennoch konnte man den Erdstoß praktisch in ganz Süditalien spüren und viele Menschen flüchteten sich auf die Straßen und trauten sich auch nicht mehr in ihre Häuser zurück.

Nach dem Hauptbeben registrierte das Nationale Institut für Geophysik und Vulkanologie zwei Nachbeben der Stärke 2,3 und 3,1 in Pietrapaola und Bocchigliero.

Viele Bewohner verbrachten die Nacht im Freien, in ihren Autos oder in schnell aufgestellten Zelten. Der Katastrophenschutz und die Feuerwehr überwachen das Gebiet, und Inspektionen wurden durchgeführt, um mögliche Schäden zu identifizieren. Fabio Ciciliano, der Leiter der Abteilung für Katastrophenschutz, berief um 23 Uhr einen Krisenstab ein, um die Lage zu beurteilen und die Koordination der Maßnahmen mit den örtlichen Behörden sicherzustellen. Domenico Costarella, Direktor des Katastrophenschutzes Kalabriens, bestätigte, dass die Situation derzeit unter Kontrolle ist und keine Notrufe eingegangen sind.

Die Bürgermeisterin von Pietrapaola, Manuela Labonia, berichtete von einer ruhigen Lage, obwohl die Bürger weiterhin vorsichtig sind. Die Feuerwehrteams aus Crotone und Cosenza wurden in das betroffene Gebiet entsandt, um zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu gewährleisten. Roberto Occhiuto, Präsident der Region Kalabrien, betonte die schnelle Reaktion der regionalen Behörden und die Zusammenarbeit mit dem Nationalen Katastrophenschutzdienst, um die Sicherheit der Bevölkerung zu gewährleisten und die Situation zu überwachen.

In der Region gab es seit dem Jahr 1184 sechs starke Erdbeben mit Magnituden über 6, die hohe Opferzahlen verursachten. Dementsprechend unruhig ist man dort, wenn die Erde bebt.

Großtektonisch betrachtet hängen die Erdbeben bei Cosenza/Crotone mit der Kollision des Adriatischen Sporns mit Eurasien zusammen. Beim Adriatischen Sport handelt es sich um einen Teil der Adriaplatte, die Afrika vorgelagert ist und im Bereich der Adria bis zu den Alpen vordringt. Am Ostrand der Platte bildet sich der Apennin und es gibt zahlreiche Störungszonen. An einer dieser Störungszonen manifestierte sich der Erdstoß.

Ol Doinyo Lengai mit thermischer Anomalie am 1.08.24

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Vulkan Ol Doinyo Lengai zeigt thermische Anomalie – Lavapool kocht im Hornito

Der Ol Doinyo Lengai liegt im Norden von Tansania, genauer gesagt östlich der Serengeti und südlich des Natronsees. Auch die Grenze zu Kenia ist nicht weit entfernt. Der Vulkan ist der Gottberg der Maasai und bekannt für die Eruption einer einzigartigen Lava-Art, die als Natriumkarbonatit bekannt ist. Diese Lava kommt nicht nur extrem selten vor, sondern ist zugleich die kälteste Lava der Welt. Ihre Schmelze ist nur zwischen 500 und 600 Grad Celsius heiß und sieht im Sonnenlicht wie silbrig glänzender Schlamm aus. Bei Nacht erscheint sie oft völlig schwarz oder zeigt eine schwache Rotglut, die meistens nur auf langzeitbelichteten Fotos sichtbar wird. Ob man die Rotglut mit bloßem Auge erkennen kann, hängt von der Temperatur der Schmelze ab: Liegt sie am unteren Spektrum des Temperaturbereichs, ist sie für gewöhnlich nicht sichtbar.

Während des Frühsommers war der Ol Doinyo Lengai nur sporadisch aktiv und nur selten trat Lava aus. Offenbar köchelte sie im Inneren der Hornitos, die sich im Krater bilden, ohne großartig auszutreten. In den letzten Tagen gibt es jedoch wieder öfter Satellitenfotos zu sehen, die im Infrarotspektrum Wärmeanomalien visualisieren und zeigen, dass Lava aus dem zentralen Hornitobereich strömt. Diese bildet kurze Lavaströme, die überwiegend im östlichen Kraterbereich unterwegs sind, sich zeitweise aber auch nach Norden und Süden ausbreiten.

Unser Vereinsmitglied Jochen Felkl steht in Kontakt zu lokalen Maasai-Vulkanführern, die ihm ab und zu ein Handyfoto vom Vulkan schicken. Auf dem neuesten Foto ist ein Hornito zu erkennen, dessen Spitze aufgeplatzt oder kollabiert ist, was den Blick auf einen brodelnden Lavapool bei Nacht freigibt.

Der Ol Doinyo Lengai liegt im Ostafrikanischen Grabenbruch, einer divergenten Störungszone, die sich zu einer kontinentalen Naht entwickeln könnte. Der Verlauf des Grabenbruchs wird durch eine Reihe von Sodaseen an seinem Grund gekennzeichnet. Bei meinem USA-Urlaub im letzten Monat besuchte ich die San-Andreas-Fault, bei der es sich um eine Transformstörung handelt, die die Grenze zwischen Nordamerika und dem Pazifik markiert. Auch hier Reihen sich mehrere Sodaseen aneinander. Warum das so ist, versuche in ein einem der nächsten Artikel zu erklären.

Island: Neue Erkenntnisse zur Herkunft des Magmas

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Endphase der ersten Fagradalsfjall-Eruption. © Marc Szeglat

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)