Nanokristalle können Eruptionen beeinflussen

Wissenschaftler der Universität Bayreuth untersuchten Nanokristalle im Magma und fanden Erstaunliches heraus: die nur 20 bis 30 Millionstel Millimeter großen Kristalle können einen effusiv eruptierenden Vulkan in einen Explosiven verwandeln und große Katastrophen auslösen.

Nanokristalle unter dem Transmissionselektronenmikroskop. © Danilo Di Genova

Die neue Studie fand unter Leitung von Dr. Danilo Di Genova am BGI statt. Die Geoforscher untersuchten Lava unterschiedlichster Vulkane und entdeckten dabei unter dem Transmissionselektronenmikroskop die Nanokristalle, die sie Nanolithen nannten. Sie bestehen überwiegend aus Eisen, Silizium und Aluminium und sind in der Lage die Viskosität eines Magmas zu erhöhen. Sobald sich Nanokristalle in einer niedrigviskosen, basaltischen Schmelze bilden, wird das Magma so zähflüssig, dass seine Fließfähigkeit stark eingeschränkt wird. Gase können ebenfalls nicht mehr entweichen. In der Folge steigt der Druck im Inneren des Vulkans und es kann zu einer verheerenden Explosion kommen.

Das deutsch-britische Forscherteam entdeckte die Kristalle u.a. in vulkanischem Glas und in Lavaproben des Ätnas. Im Labor schmolzen sie die Lava bei Temperaturen von mehr als 1300 Grad Celsius und fanden heraus, dass sich die Nanolithen bilden, wenn sich die Schmelze sehr schnell abkühlte. In der Natur müssen natürlich erst einmal so hohe Temperaturen erreicht werden. Das trifft praktisch nur auf primäres Stamm-Magma zu, dass direkt aus dem Erdmantel aufsteigt. Zudem gilt zu bedenken, dass streng genommen bei Laborversuchen kein Magma entsteht, wenn bereits erkaltete Lavaproben geschmolzen werden. Es ist halt flüssige Lava, der eine entscheidende Komponente fehlt: Fluide Phasen! Sie beeinflussen im hohen Maß das Eruptionsgeschehen und verflüchtigen sich zum größten Teil während der Eruption.

Die Forscher sind der Überzeugung, dass so mancher katastrophaler Vulkanausbruch durch Nanolithen verschlimmert wurde. Sie möchten untersuchen, ob nicht vielleicht sogar der Vesuv-Ausbruch, der im Jahre 79 Pompeji zerstörte, durch Nanokristalle zustande kam.

(Quellen: https://advances.sciencemag.org/, MDR)

Piton Fournaise: Zunahme der Erdbeben

Seit dem 20. September nimmt die vulkanisch bedingte Erdbebenätigkeit unter dem Piton de la Fournaise zu. Innerhalb von 2 Tagen wurden 21 schwache Erschütterungen registriert. sie hatten Maximalamplituden von 1 und lagen in Tiefen zwischen 1,7 und 2,2 km. Das Epizentrum manifestierte sich unter dem Gipfelkrater Dolomieu. Dort wurde am Montag auch der Abgang einer Schuttlawine dokumentiert. Ob es einen Zusammenhang mit den Beben gibt ist unklar. Möglicherweise spielte da auch die Inflation eine Rolle, denn zeitgleich mit der Zunahme der Bebentätigkeit wurde ein Anschwellen des Gipfelbereichs festgestellt. Darüber hinaus stieg die Kohlendioxid-Konzentration von Fumarolen. Die Indizien sprechen dafür, dass Magma aufsteigt und das oberste Magmenreservoire auffüllt. Früher, oder später wird es zu einer neuen Eruption kommen. Die letzten Eruptionen fanden meistens so 3-4 Wochen nach bekannt werden vergleichbarer Anzeichen statt.

Rincon de la Vieja ausgebrochen

Am costaricanischen Vulkan Rincon de la Vieja ereignete sich eine weitere phreatische Eruption. Vulkanasche ging in 2 km Entfernung vom Krater nieder. Sehr wahrscheinlich handelt es sich bei dem ausgestoßenem Material um altes Gestein, dass du im Schlot anstand und durch die Dampfexplosion fragmentiert wurde. Es war eine der stärksten phreatischen Eruptionen der letzten Jahre. Laut Aussage eines einheimischen Vulkanologen (Javier Pacheco/OVSICORI), begann der aktuelle Eruptionszyklus bereits im Jahr 2011. Die stärkste Eruption der jüngeren Vergangenheit wurde im Jahr 1995 dokumentiert. Damals stieg eine Eruptionswolke mehrere Kilometer hoch auf und es entstanden Lahare.

Popocatepetl meldet sich zurück

Zuletzt war es etwas ruhiger geworden, um dem mexikanischen Vulkan Popocatepetel. Seit dem Wochenende eruptiert er wieder regelmäßig Aschewolken. Das VAAC meldet Vulkanasche in einer Höhe von 6100 m. Die Asche driftet in nördlicher Richtung. CENAPRED berichtete gestern über 103 Asche-Dampf-Exhalationen und 576 Minuten Tremor. Es bewegt sich wieder mehr Magma im Untergrund.

Hasan Dağı: Gasemissionen nach Erdbeben

Eine ungewöhnliche Meldung aus der Türkei kombiniert Erdbeben mit Vulkanismus. Am Sonntag bebte es im Grenzgebiet der Provinzen Aksaray und Niğde mit einer Magnitude von 5,3. Das Epizentrum wurde 23 km nordöstlich von Emirgazi lokalisiert. Der Erdbebenherd lag in nur 3 km Tiefe. Knapp 30 km nordwestlich des Epizentrums befindet sich der Vulkan Hasan Dağı. Mit einer Höhe von 3.268 m stellt er die 2. höchste Erhebung Zentralanatoliens dar. Der Vulkan gilt als inaktiv, brach aber wahrscheinlich zuletzt vor gut 8600 Jahren aus und müsste demnach als aktiver Vulkan geführt werden. Hinweise auf den Ausbruch liefern Wandmalereien, die in der jungsteinzeitlichen Siedlung Çatal Höyük entdeckt wurden und einen Vulkanausbruch darstellen. Bei den Wandmalereien handelt es sich um die ältesten bildlichen Darstellungen eines Vulkanausbruchs.

Während des Pleistozäns eruptierte der Hasan Dağı viel von dem Material der Tuffschichten, in denen später die Höhlenwohnungen von Kappadokien gegraben wurden. Die Stadt Göreme ist hier das touristische Zentrum der Region und dürfte vielen Reisenden ein Begriff sein. Die Tuffschichten zeugen davon, wie stark der Hasan Dağı ausbrechen konnte. Soweit, so gut. Nun machen Videos die Runde durch die Sozialen Medien, die nach dem Erdbeben entstanden und Gasaustritte zeigen. Scheinbar handelt es sich um neue Fumarolen, die sich nahe des Gipfelkraters gebildet haben. Ein Team aus Geologen will nun Gasproben nehmen und diese analysieren. Gasausbrüche kommen nach Erdbeben immer wieder vor und müssen nicht im Zusammenhang mit dem Vulkanismus stehen. An einem Vulkan kann man allerdings davon ausgehen, dass es sich wahrscheinlich um magmatische Gase handelt.

Natürlich beschwichtigen offizielle Stellen und wollen Panik in der Bevölkerung vermeiden. Die Gefahr eines unmittelbar bevorstehenden Vulkanausbruchs in der Türkei sehe ich bis jetzt auch noch nicht, allerdings gibt es Nachbeben und man kann nicht ausschließen, dass sich der Vulkan auf eine Eruption vorbereitet. Sollte es zu einem Ausbruch kommen, dann wird dieser bestimmt noch einige Zeit auf sich warten lassen. Es wäre ein schönes Beispiel dafür, dass Erdbeben Vulkanausbrüche triggern können.