Neue Studie belegt gemeinsame Magmaquelle von Kilauea und Mauna Loa
Obwohl die Eruption am Kīlauea weiterhin pausiert, steht dieser faszinierende Schildvulkan auf Big Island, Hawaii, einmal mehr im Fokus der Berichterstattung auf Vnet. Diesmal geht es um den Ursprung des Magmas, das am Vulkan eruptiert wird.
Es wird schon seit Längerem davon ausgegangen, dass sich Kīlauea eine Magmenquelle mit dem benachbarten Vulkan Mauna Loa teilt, der den Kīlauea deutlich überragt. Die These lautet, dass beide Vulkane von einer tiefen Mantelquelle über einen Plume mit Schmelze versorgt werden. Hinweise auf diese gemeinsame Magmenquelle liefern Erdbeben unter der Küstenebene bei Pāhala, die in Tiefen von mehr als 30 Kilometern auftreten und auf Magmenaufstieg hindeuten. Doch wo genau die Zone der gemeinsamen Magmenquelle liegt, ist umstritten.
Eine vor zwei Jahren veröffentlichte Studie untersuchte den Untergrund mithilfe der seismischen Tomografie und kam zu dem Schluss, dass unter Pāhala ein großer Magmenkörper liegt, von dem Fördersysteme zu beiden Vulkanen aufsteigen. Da sich die von den beiden Vulkanen geförderten Laven im Detail chemisch unterscheiden, sollte in diesem Modell das Magma während des Aufstiegs durch unterschiedliche Fördersysteme und in flach liegenden Reservoirs differenzieren.
Eine neue Studie, die Ende letzten Jahres im Journal of Petrology erschien und jetzt publik gemacht wurde, geht von einer anderen These aus. Die Forscher um Aaron J. Pietruszka von der University of Hawaii at Mānoa analysierten fast 200 Jahre alte Aufzeichnungen zur Lavachemie und fanden Hinweise darauf, dass beide Vulkane eine gemeinsame Magmaquelle innerhalb des hawaiianischen Plumes nutzen.
Demnach soll sich die Schmelze in der Asthenosphäre bilden bzw. sammeln. Aufsteigend aus dieser gemeinsamen Quelle kann sich das Magma über Jahrzehnte hinweg abwechselnd zum Kīlauea oder zum Mauna Loa bewegen.
Seit 2010 beobachtet das Forschungsteam eine Veränderung der Lavachemie am Kīlauea, die darauf hindeutet, dass Schmelze aus der gemeinsamen Quelle nun erstmals seit Mitte des 20. Jahrhunderts wieder zum Mauna Loa umgeleitet wird. Der Mauna Loa brach zuletzt 2022 aus. Zuvor ruhte er 38 Jahre lang – die längste bekannte Ruhephase in seiner Geschichte. Diese inaktive Zeit überschnitt sich weitgehend mit dem etwa 35 Jahre andauernden Puʻuʻōʻō-Ausbruch des Kīlauea, der nach der Leilani-Eruption von 2018 mit dem Einsturz der Gipfelcaldera endete.
Die Studie legt nahe, dass ein langfristiges Muster wechselseitiger vulkanischer Aktivität existiert, was auf eine magmatische Verbindung zwischen den beiden Vulkanen hindeutet. Veränderungen in der Lavachemie von Kīlauea und Mauna Loa scheinen miteinander zu korrelieren. Ein Beispiel dafür zeigt sich im späten 19. Jahrhundert, als der Mauna Loa besonders aktiv war, während der Kīlauea weniger häufig ausbrach. In dieser Zeit entwickelte sich die Lava des Kīlauea chemisch in eine spezifischere Richtung, was darauf zurückgeführt wird, dass Magma aus der gemeinsamen Quelle vorrangig in Richtung Mauna Loa transportiert wurde. Teile der tiefen Leiterbahnen des Fördersystems, die im Modell an ein verzweigtes Wurzelsystem erinnern, alternieren dabei zwischen den beiden Vulkanen, wobei die Hauptschlote unter dem jeweiligen Vulkan beständig bleiben.
Langfristige Prognosen zur vulkanischen Aktivität basieren bislang auf der Analyse vergangener Ausbrüche eines Vulkans. Die Studie weist jedoch darauf hin, dass die Überwachung der Lavachemie ein potenzielles Instrument zur Vorhersage der Eruptionsrate und -häufigkeit beider Vulkane über Jahrzehnte hinweg sein könnte. Sollte sich die chemische Zusammensetzung der Lava am Kīlauea weiterhin verändern, könnte dies auf eine künftige Zunahme der Aktivität am Mauna Loa hindeuten. Die Forscher planen, diese Veränderungen weiter zu beobachten, um ihre Vorhersagen über das zukünftige Eruptionsverhalten zu überprüfen. (Quellen: Journal of Petrology, Pressemeldung HVO)