Neue Studie enthüllt eine nordostwärts gerichtete Verlagerung der Magmenreservoirs unter dem Yellowstone-Vulkan
Die Yellowstone-Caldera ist in den letzten Jahren ein wenig aus dem Fokus der Medien verschwunden, obgleich sie weiterhin ein spannende Forschungsobjekt bleibt. Der US-amerikanische Yellowstone Nationalpark beherbergt eines der größten und aktivsten Vulkansysteme der Erde. Es besteht aus 3 sich überlappenden Calderen, und wird durch den sogenannten Yellowstone-Hotspot gespeist – eine Zone, in der heißes Magma aus dem Erdmantel aufsteigt und die Erdkruste durchdringt. Die Calderen entstanden durch mehrere massive Ausbrüche (sogenannte Supervukaneruptionen), bei denen große Mengen Tephra freigesetzt wurden. Durch die Entleerung des Magmenreservoirs sackte der Boden darüber ab und bildete die großen Depressionen der Calderen. Diese Supervulkan-Ereignisse, die vor etwa 2,1 Millionen, 1,3 Millionen und 640.000 Jahren stattfanden, haben Tausende Kubikkilometer Lava und Asche freigesetzt und dabei das lokale und globale Klima stark beeinflusst.
Zusätzlich zu diesen drei großen Supervulkaneruptionen gab es zahlreiche kleinere Ausbrüche, die weniger explosiv, aber dennoch bedeutend waren. Diese Ereignisse wurden durch rhyolithisches Magma verursacht, das in der mittleren bis oberen Erdkruste gespeichert ist. Rhyolithisches Magma ist dickflüssig und silikatreich, was es anfällig für explosive Ausbrüche macht. Gleichzeitig steigt Basaltmagma aus dem Mantel auf, das dünnflüssiger ist und durch seinen hohen Eisen- und Magnesiumgehalt Wärme liefert, die das rhyolithische Magma aufrechterhält.
Neueste Untersuchungen des United States Geological Survey (USGS) legen nahe, dass sich die magmatische Aktivität unter der Yellowstone-Caldera in nordöstliche Richtung verlagert. Mithilfe einer elektromagnetischen Untersuchungsmethode, die Magnetotellurik genannt wird, die Schwankungen im Erdmagnetfeld misst, konnten die Forscher die Struktur der Kruste und die Verteilung des Magmas unter der Caldera präzise modellieren.
Die Studie, die unter Leitung von Seismologin Ninfa Bennington durchgeführt wurde, identifizierte mindestens sieben Bereiche mit erhöhtem Magmagehalt unter der Caldera. Diese Regionen reichen von tiefen Zonen, etwa 47 Kilometer unter der Oberfläche, bis in flachere Bereiche, die sich nur 4 Kilometer unter der Erdoberfläche befinden. Einige dieser Magmenkörper sind miteinander verbunden und tauschen Wärme und Material aus. Besonders auffällig ist ein großes Magmareservoir unter dem nordöstlichen Bereich der Caldera. Dieses enthält schätzungsweise 440 Kubikkilometer geschmolzenes Gestein – ein Volumen, das dem des Mesa-Falls-Ausbruchs vor etwa 1,3 Millionen Jahren entspricht, dem zweitjüngsten calderabildenden Ereignis in Yellowstone.
Gleichzeitig deutet die Studie darauf hin, dass die vulkanische Aktivität im westlichen Teil der Caldera abnimmt. Die nordöstliche Region zeigt dagegen verstärkte Wechselwirkungen zwischen aufsteigendem Basaltmagma und dem gespeicherten rhyolithischen Magma. Diese Wechselwirkungen könnten das Gebiet für zukünftige Ausbrüche anfällig machen. Dennoch weisen die Forscher darauf hin, dass die aktuellen Magmenreservoire einen vergleichsweise niedrigen Schmelzanteil von 6–28 Prozent aufweisen. Das deutet darauf hin, dass die Reservoirs aktuell nicht ausbruchsgefährdet sind. Damit ein Magma eruptieren kann, braucht es einen Schmelzanteil von mindestens 35 Prozent.
Die Forschungsergebnisse liefern wichtige Hinweise darauf, wie sich die magmatische Aktivität unter der Yellowstone-Caldera entwickelt. Sie betonen auch die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, um die Dynamik des Magmareservoirs besser zu verstehen und das potenzielle Risiko zukünftiger Ausbrüche präziser einschätzen zu können.