Mauna Loa

Anstieg der Seismizität am Kilauea auf Hawaii – Mehr als 160 Beben pro Tag

Am Kīlauea auf Big Island, Hawaii, hat die seismische Aktivität seit Ende November deutlich zugenommen. Die tägliche Anzahl an Erdbeben stieg von etwa 40 auf über 160. Ein Blick auf die Shakemap zeigt, dass sich nur ein Teil der Erdbeben im Gipfelbereich des Vulkans ereignete. Die Erdbeben im Gipfelgebiet konzentrierten sich auf das obere Ostrift. Darüber hinaus zeigen die Daten eine weite Streuung der Ereignisse, wobei sich zwei Cluster im unteren Südwestrift bei Pāhala und in der Küstenebene bildeten. Diese Erdbeben erreichten häufig Magnituden im Zweierbereich und traten in Tiefen von etwa 30 Kilometern auf. Sie standen in Verbindung mit Magmenaufstieg aus der Asthenosphäre. Das aufsteigende Magma sammelt sich in einem tiefen Magmenkörper, von dem aus die flacher gelegenen Reservoire unter dem Kīlauea und Mauna Loa gespeist werden.

Die seismische Aktivität in der Gipfelregion des Kīlauea wird im wöchentlichen Update des Hawaiian Volcano Observatory (HVO) thematisiert, das zuletzt am Dienstag veröffentlicht wurde. Laut HVO hat sich die Seismizität in der Gipfelregion von etwa 10 auf 20 Beben pro Tag verdoppelt. Seitdem gab es jedoch eine weitere Zunahme der Erdbebenhäufigkeit.

Am 29. November und 3. Dezember wurden Schwarmbeben mit einer Frequenz von etwa 6 Ereignissen pro Stunde verzeichnet. Diese konzentrierten sich hauptsächlich auf Kaluapele und die südliche Calderaregion. Insgesamt wurden in der Gipfelregion etwa 75 Erdbeben registriert, die meisten mit einer Magnitude unter 2,1.

Laut dem HVO zeigen Neigungsmesser und GPS-Stationen eine konstante Aufwölbung in den Gipfel- und südlichen Calderaregionen. Diese Veränderungen werden durch aktuelle InSAR-Satellitenmessungen bestätigt. Diese Bodenhebung kann ich anhand der öffentlich zugänglichen Daten nicht nachvollziehen. An der Messstation UWE, die am Nordwestrand der Caldera steht, wird seit Tagen eine leichte Deflation mit Subsidenz angezeigt.

Die jüngste Messung der Schwefeldioxid-Emissionsrate vom 17. Oktober ergab etwa 68 Tonnen pro Tag, was für nicht-eruptive Phasen des Kīlauea typisch ist.

Die flachen Erdbeben in der oberen östlichen Riftzone haben zugenommen und bewegen sich zwischen 25 und 60 Ereignissen pro Tag, meist mit Magnituden unter 2,5. In der mittleren ERZ blieb die Aktivität ähnlich zur Vorwoche, mit etwa 75 Erdbeben zwischen Makaopuhi und Puʻuʻōʻō, alle mit Magnituden unter 2,0. Die Bodenverformung in der ERZ zeigt weiterhin keine signifikanten Veränderungen.

In der oberen Südwest-Riftzone wurde eine leichte Zunahme der Seismizität beobachtet, mit etwa 25 Erdbeben unter einer Magnitude von 2,0, vor allem in den letzten zwei Tagen.

Die erhöhten Seismizitäts- und Bodenverformungsraten der letzten Woche deuten auf eine gesteigerte Unruhe in der Gipfelregion des Kīlauea hin. Die seismische Aktivität reflektiert eine anhaltende Inflation, die durch die Ansammlung von Magma im Vulkan verursacht wird. Östlich des Puʻuʻōʻō-Kraters gab es hingegen keine Hinweise auf eine gesteigerte Aktivität.

Auf der Erdbebenkarte erkennt man auch, dass es am Mauna Loa weitere Erdbeben gab.

Staat: USA | Lokation: 19.42, -155.29 | Aktivität: Seismizität

Fast 250 Erdbeben erschüttern den Kilauea – Wann kommt der nächste Vulkanausbruch?

In den letzten 24 Stunden manifestierten sich unter dem Kilauea auf Hawaii fast 250 Erschütterungen. Die meisten Erdbeben liegen entlang einer Reihe südlich der Gipfelcaldera und werden von Magma verursacht, das sich seinen Weg entlang des oberen Teils des Südwestrifts sucht und dort im Boden einen magmatischen Gang bildet. In den letzten Wochen sahen wir zahlreiche vergleichbare Episoden und man darf mit Spannung der nächsten Eruption entgegenfiebern. Gestern hieß es im HVO-Update aber noch, dass eine Phase mit Deflation einsetzte und die Bodenneigung des Klinometers am Sand Hill abgenommen hatte. Verfolgt man den zugehörigen Grafen der Bodenhebung, erkennt man, dass es in den letzten Tagen mehrere Episoden gab, bei denen sich Inflation und Deflation abwechselten. Ein Phänomen, das wir am Kilauea aus Zeiten der Lavaseen kennen, als sich die sogenannten DI-Events periodisch abwechselten, was sich im Stand des Magmaspeigels im Lavasee äußerte. Der Spiegel konnte innerhalb weniger Stunden um mehrere Meter fallen oder steigen. Offenbar gibt es jetzt im Magmenreservoir unter dem Gipfel ein ähnliches Phänomen und es sieht so aus, als würde es eine interne Zirkulation der Schmelze zwischen verschiedenen Stockwerken des Fördersystems geben.

Seismizität am Maua Loa

Nicht nur am Kilauea gibt es Erdbeben, sondern auch am benachbarten Mauna Loa. Hier veröffentlichte das HVO gestern sein Monatsbulletin. In diesem steht geschrieben, dass die Forscher des HVOs im November 80 Erdbeben mit Magnituden kleiner 3 unter dem weltgrößten Vulkan registrierten. Das entsprach dem Durchschnitt der letzten Monate. Auffällig war hingegen eine Erhöhung der Erdbebenrate mit Erschütterungen unterhalb von 13 km Tiefe südwestlich der Gipfelcaldera. Diese begann bereits im Juli und erreichte Ende Oktober/ Anfang November ihren vorläufigen Höhepunkt in Form eines Schwarmbebens, das vermutlich im Zusammenhang mit Magmenaufstieg stand. Generell beobachtet man eine langsame Inflation des Vulkans, und Magma füllt das Reservoir unter dem Gipfel auf. Unklar bleibt, wie lange die Aufheizungsphase des Vulkans dauert, bis es zum nächsten Ausbruch kommen wird. Die letzte Eruption war vor einem Jahr. Im Augenblick verläuft die Kurve der Bodenhebung relativ flach, und es könnte mehrere Jahre dauern, bis wir einen weiteren Ausbruch am Mauna Loa sehen werden.

Staat: USA | Lokation: 19.42, -155.29 | Aktivität: Seismik

Kilauea mit erhöhter Seismizität – Magmenintrusion nahe Gipfelcaldera

Nicht nur auf Island gibt es eine erhöhte Seismizität, sondern auch am Kilauea auf Hawaii. Wie auf Island, so wird auch auf Hawaii die Bebentätigkeit durch eine Magmenintrusion verursacht. Die Bodenhebung ist höher als vor der letzten Eruption im September. Schmelze akkumuliert sich in einem Dyke und wartet auf ihren Ausbruch. Im Gegensatz zu den Vorgängen auf Island handelt es sich am Kilauea aber um eine Intrusion normalen Maßstabs, die nicht zu besonderer Beunruhigung führt. Zwar gehen Vulkanologen davon aus, dass es innerhalb von Wochen oder Monaten zu einem neuen Vulkanausbruch kommen wird, doch in den letzten Jahren manifestierten sich die Eruptionen im Halema’uma’u-Krater und hatten keine Folgen für die Anwohner des Vulkangebiets. Anders sah es im Jahr 2018 aus, als sich mehrere Eruptionsspalten entlang eines magmatischen Gangs öffneten, der unter der Siedlung Leilani nahe der Küste in den Untergrund eindrang. Bei dieser Gelegenheit floss auch die Lava aus dem Lavasee ab, der mehrere Jahre im Gipfelkrater brodelte. Die Eruption verursachte große Schäden und es gibt Parallelen zu dem, was sich derzeit auf Island zusammenbraut.

Die aktuelle Erdbebentätigkeit intensivierte sich am Kilauea während des 10. Novembers. Zeitweise gibt es pro Tag wieder mehr als 100 Erdbeben. Auch nahe des Küstenorts Pahala wurden wieder vermehrt Beben in Tiefen von 30 km aufgezeichnet. Sie stehen in direktem Zusammenhang mit Magmenaufstieg vom Mantelplume aus. Diese Plume speist nicht nur den Kilauea mit Schmelze, sondern auch den größeren Muttervulkan Mauna Loa. Seit dem letzten Ausbruch vor gut einem Jahr war es still um den weltgrößten Feuerberg geworden. Doch nun veröffentlichte das HVO eine neue Grafik, die zeigt, dass der Vulkan wieder dabei ist, aufzuladen. Die Grafik zeigt die Entfernungsmessung von zwei GPS-Stationen am Mauna Loa. Der Kurve ist zu entnehmen, dass sie sich voneinander entfernen. Grund hierfür ist die Aufblähung des Vulkans aufgrund von Magmeninflation.

Kilauea mit vielen Erdbeben und Inflation

In den letzten Wochen war es recht still um den Kilauea auf Hawaii, da der Lavasee am 7. März erstarrt ist und es keine Lava mehr im Halema’uma’u-Krater zu sehen gibt. Doch diese Stille wird von kurzer Dauer sein, denn es gibt deutliche Anzeichen, dass der Vulkan dabei ist aufzuladen. Seit einigen Tagen ist der Erdbebenaktivität deutlich erhöht und es kommt täglich zu ca. 60 schwachen Erdbeben. Zum Wochenanfang wurden an 2 Tagen bis zu 100 schwache Erschütterungen detektiert. Außerdem berichtet das HVO von 2 erdbebenschwärme mit Mikrobeben nahe der Gipfelcaldera, die sich am 13. und 16. April zutrugen. Jeder Schwarm wurde von Magmeninflation ausgelöst und der Boden hob sich pro Schwarm um 2-3 µrad.

Langsam nimmt auch die Anzahl der Erdbeben mit Magnituden ab 2 zu, die dann auch beim EMSC angezeigt werden. Zudem ist die Bodenhebung infolge von Magmeninflation auch unabhängig der Schwärme ausgeprägt: Innerhalb eines Jahres hob sich der Boden um ca. 38 cm, woran auch die letzten beiden Eruptionen nicht sehr viel änderten. Ich rechne zwar nicht in den nächsten Tagen mit einer Eruption, aber innerhalb von wenigen Wochen halte ich sie für wahrscheinlich. Vermutlich steigt vorher noch die Anzahl an Erdbeben mit Magnituden ab 2 deutlich an.

Signifikante Bodenhebung auch am Mauna Loa

Vom benachbarten Mauna Loa hört man seit der Eruption im letzten Winter praktisch nichts mehr. Sehr wahrscheinlich, weil so schnell niemand mehr mit einem weiteren Vulkanausbruch rechnet. Doch auch hier halte ich eine Eruption mittelfristig (Monate-Jahre) für möglich. Grund für diese Spekulation liefert mir nicht nur die Mikroseismizität im Südosten des Vulkans, sondern auch ein Blick auf den Graphen der Bodenhebung: die Kurve verläuft sehr steil nach oben: deutlich steiler als wir es vor der letzten Eruption gesehen haben. Seit Dezember hob sich der Boden bereits wieder um gut 10 cm. Für einen vergleichbaren Wert wurden vorher 4 Jahre benötigt. Es scheint also eine größere Menge Magma im Verteilsystem des Mantelplume unterwegs zu sein und sammelt sich bereits wieder unter dem weltgrößten Vulkan an. In der Welt der Vulkane wird es nie langweilig!

Apropos Langeweile: die dürften die Geowissenschaftler des HVOs derzeit nicht haben, denn sie führen am Kilauea eine gravimetrische Messkampagne durch, um die Magmenansammlungen unter dem Vulkan aufzuspüren und zu kartieren. Das Foto zeigt den USGS-Geowissenschaftler Mike Poland bei seiner Arbeit mit dem Gravimeter. Ähnlich wie bei der seismischen Tomografie kann man Schwankungen im Schwerefeld dazu benutzen unterschiedlich dichtes Material im Untergrund aufzuspüren. In einigen Monaten dürfen wir uns bestimmt auf eine neue Studie freuen!