Vulkanausbruch am Tungurahua

Der Vulkan Tungurahua in Ecuador ist gestern erneut ausgebrochen. Nachdem es bereits vor 6 Tagen ein Erdbeben und kleinere Eruptionen gab, wird dieser Ausbruch bereits jetzt als einer der größte Ausbrüche des “Feuerschlundes”  in den letzten Jahren bezeichnet. Vulkanasche stieg bis zu 7 km über den Krater auf. In benachbarten Ortschaften wurden Schulen geschlossen. In Banos waren Erschütterungen zu spüren. Der Alarmstatus wurde auf “orange” gesetzt.

Seismik Island

Unter den isländischen Gletschern Myrdalsjökull und Vatnajökull gab es über die Osterfeiertage wieder einige Erdbeben. Die Epizentren befanden sich unter den subglazialen Vulkanen Katla und Grimsvötn. Letzterer ist statistisch gesehen mal wieder mit einem Vulkanausbruch dran. Seit dem Ausbruch des Eyjafjallajökull im letzten Jahr warten auch viele Vulkanologen auf eine Eruption der benachbarten Katla, da sich hier vermutlich die Fördersysteme gegenseitig beeinflussen.

Vulkanologen der Uni Reykjavik veröffentlichten nun eine Studie, nachdem die Asche des Eyjafjallajökull tatsächlich eine Gefahr für Flugzeuge darstellte. Demnach waren die Aschepartikel der ersten 2 Eruptionswochen sehr hart und scharfkantig, da sie vom umgebenen Gletscherwasser schnell abgekühlt wurden. Ich vermute, dass eine Gefahr tatsächlich nur im Luftraum über Skandinavien und England bestand. Wie andere Arbeiten der DLR zeigten, war die Aschekonzentration und Partikelgröße im Luftraum über Deutschland zu gering für eine Gefährdung des Flugverkehrs.

Kilauea auf Hawaii

Den Berichten des HVO zufolge, nimmt die Aktivität der beiden Lavaseen am Kilauea wieder leicht zu. Beide Lavaseen waren während des letzten größeren Vulkanausbruches Anfang März ausgelaufen. Im Pitkrater innerhalb des Halema`uma`u Kraters steigt der Spiegel des Lava-Pools langsam wieder an. Er befindet sich ca. 100 m unterhalb des Kraterrandes.

Der Boden des Pu`u O`o Kraters ist ungefähr wieder zur Hälfte von einem Lavasee bedeckt. Gelegentlich läuft dieser See über und Lavaströme bedecken den ganzen Boden des Kraters mit Lava. Es wird unter dem Krater leichte Inflation gemessen. Ansonsten tritt in der gesamten East-Rift-Zone keine Lava an der Oberfläche aus. Seismik und Gas-Emissionen sind gering.

Tungurahua mit Aschewolken

Nach einem Erdbeben der Stärke 4.7 stieß der Vulkan Tungurahua mehrere Aschewolken aus. Sie stiegen bis zu 3 km über den Krater auf.
Das Beben erschütterte des Süden Ecuadors und wurde besonders in des Städten Zaruma, Cuenca und Celica als stark empfunden. Dort flüchteten die Menschen aus ihren Häusern ins Freie.
Das Hypozentrum des Bebens befand sich in 97 km Tiefe und 418 Kilometer süd-südwestlich der Hauptstadt Quito. Ein direkter Zusammenhang mit aufsteigendem Magma ist unwahrscheinlich. Erdbeben können allerdings Vulkanausbrüche hervorrufen.

Soufrière Hills Volcano

Am Soufrière Hills auf der Karibikinsel Montserrat kam es zur Bildung eines kleinen pyroklastischen Stroms, der ca. 1.5 km durch das Tar River Valley floss. Er entstand am 11. April, nachdem sich ein großer Brocken am Lavadom löste und fragmentierte. Ansonsten ist es derzeit relativ ruhig am Vulkan.

Der Soufrière Hills brach Mitte der 1990iger Jahre aus. Pyroklastische Ströme und Lahare zerstörten die Stadt Plymouth, die kurz vorher evakuiert wurde. Im letzten Jahr war der Vulkan wieder sehr aktiv. Vulkanologen sprechen von einem 3 Jahreszyklus in dem sich die Aktivität verstärkt und der Dom wächst. Allerdings kann es jeder Zeit zu überraschenden Vulkanausbrüchen kommen.

Bezymianny

Der Vulkan auf der sibirischen Halbinsel Kamtschatka produzierte am 14. April einen stärkeren explosiven Vulkanausbruch. Eine Aschewolke stieg bis in einer Höhe von ca. 8 Kilometern. Die Eruption dauerte 40 Minuten. Vulkanasche regnete in 45 Kilometern Entfernung auf eine Ortschaft nieder. Der Alarmstatus wurde kurzfristig hochgestuft, am Folgetag allerdings wieder auf “orange” zurückgesetzt.

Grenzwert für Vulkanasche in der Luft

Als der isländische Vulkan Eyjafjallajökull vor einem Jahr ausbrach, sorgte eine Wolke aus Vulkanasche für ein tagelanges Flugverbot über weite Teile Europas. Die Verantwortlichen befürchteten eine Gefahr für die Turbinen der Flugzeuge. In den Turbinen einiger Maschinen wurden Glaströpfchen entdeckt, die dadurch entstanden, dass die Vulkanasche in den Turbinen schmolz und anschließend zu Glas erstarrte. In Ermangelung entsprechender Erfahrungen mit Vulkanasche über Europa, existierten keine  Grenzwerte für die Aschekonzentration in der Luft. Dieser wurden erst eine Woche nach dem Beginn des Vulkanausbruches eingeführt. Demnach sind Aschekonzentrationen bis zu 2 Milligramm Asche pro Kubikmeter Luft zulässig und als gefahrlos eingestuft.

Um die Aschekonzentration in höheren Luftschichten zu Messen wurde ein Flugzeug (Falcon 20E) der DLR eiligst mit neuen Messgeräten ausgestattet und auf zahlreiche Flüge geschickt. Jetzt, ein Jahr nach der Eruption, wurden die umfangreichen Daten ausgewertet: der Vulkanausbruch des Eyjafjallajökulls förderte zehn Megatonnen (10 Millionen Tonnen) Asche und 3 Megatonnen Schwefeldioxid. Die meisten Aschepartikel hatten einen Durchmesser zwischen 3 und 15 Mikrometer (Mikrometer = 0,001 mm) und waren somit mikroskopisch klein. Die größten Partikel maßen 800 Mikrometer. Die Ascheschicht war bis auf einer Höhe von 7 Kilometern zu finden, hatte eine Mächtigkeit zwischen einigen 100 Metern und 3 Kilometern und war 100 – 300 Kilometer breit. Mit 0,2 Mikrogramm Vulkanasche pro Kubikmeter Luft  blieb die Aschekonzentration über Deutschland deutlich unter dem neuen Grenzwert. Eine reale Gefahr für den Flugverkehr hat also nicht bestanden. Jetzt wird die Situation auch von offizieller Seite mit entsprechenden Wetterlagen verglichen, die Staub aus der Sahara zu uns wehen.

So konnte man eigentlich weniger über eine Aschewolke reden, sondern mehr über eine Luftschicht mit einer erhöhten Aschekonzentration. Ausläufer der eigentlichen Eruptionswolke wurden auf Satellitenaufnahmen über Großbritannien und Teilen Skandinaviens registriert. Immer empfindlichere Mess-Verfahren der Registrierung von Feinstaub, dürften erst einmal dafür gesorgt haben, dass von der vermeintlichen Aschewolke Kenntnis genommen wurde.

Der Vulkanausbruch auf Island war keine außergewöhnlich starke Eruption, sondern eher moderat. Wie konnte es also zu einer derartigen Panik kommen? Die Warnungen gingen vom Londoner VAAC und dem Islandic Meteorological Office aus und wurden von den Nationalen Flugsicherungsdiensten aufgenommen. Aufgrund der geografischen Nähe Islands waren die Medien entsprechend an dem Thema interessiert und gerade die Isländer selbst schürten mit detaillierter Berichterstattung das Interesse an ihrem Vulkanausbruch. So rückte der Eyjafjallajökull in den Focus und verunsicherte die Verantwortlichen. Diese Verunsicherung offenbarte gleichzeitig die Hilflosigkeit entsprechender Behörden im Umgang mit Naturphänomenen und Naturkatastrophen. Scheinbar hatte sich im europäischen Kernland noch niemand mit den Auswirkungen von Vulkanausbrüchen beschäftigt. Hoffen wir, das der Eyjafjallajökull weiterreichende Denkanstöße gegeben hat und es nicht bei der Etablierung des Grenzwertes für die Konzentration von Vulkanasche in der Luft bleibt.

Taal heizt weiter auf

Der Taal-Vulkan auf den Philippinen ist weiterhin unruhig. Innerhalb von 24 Stunden ereigneten sich 21 vulkanische Erdbeben, die darauf hindeuten, dass sich Magma im Untergrund bewegt. Zudem ist die Kohlendioxid-Emission weiterhin sehr hoch. Gasblasen steigen aus dem Kratersee am “vulcan point” auf. Über 1000 Menschen wurden evakuiert. Sie bewohnten überwiegend Inseln im Taal-See.

Die Alarmstufe blieb auf “2”. Ein Vulkanausbruch scheint mittelbar möglich zu sein.

Mantelplume unter Yellowstone größer als gedacht

Der ohnehin gigantische Mantelplume unter dem Yellowstone-Vulkan ist vermutlich deutlich größer als gedacht. Das zeigen neue Untersuchungen die Michael Zhadanov und sein Team von der Universität in Salt Lake City durchgeführt haben. Dazu wandten sie eine neue Untersuchungsmethode an die Magnetotellurik genannt wird. Hierbei werden, ähnlich wie bei seismischen Messungen, Laufzeitunterschiede von Wellen benutzt, die sich in unterschiedlich dichtem Material verschieden schnell bewegen. Nur anstatt von Erdbebenwellen, werden bei der Magnetotellurik ultraniedrigfrequente Elektromagnetische Wellen beobachtet, die in der Ionosphäre entstehen und bis in den Erdmantel eindringen.

Bisher wurde angenommen, dass sich der Mantelplume unter dem Yellowstone ca. 241 km in westnordwestlicher Richtung ausbreitet und dabei mit einem Winkel von ca. 60 Grad ins Erdinnere abtaucht. Die neuen Untersuchungen haben eine Ausdehnung von 643 km ergeben und einen seichteren Abtauchwinkel von ca. 40 Grad. Der Plume soll dabei die Form eines Tornados haben. Das sich verjüngende Ende konnte bis in einer Tiefe von ca. 660 km verfolgt werden. Möglicherweise reicht er noch tiefer in den Erdmantel hinab, aber die Elektromagnetischen Wellen können nur bis in diese Tiefe vorringen.

Ein weiteres Forschungsergebnis von Zhadanov ist die Beobachtung, dass sich um den eigentlichen Mantelplume Zonen befinden, die mit Schmelze und Salzwasser (bzw. Fluide) gefüllt sein sollen, während das Gestein im eigentlichen Mantelplume zwar heiß, aber nicht geschmolzen ist. Dass Wasser den Schmelzpunkt von Gestein herabsetzt und es dadurch zum partiellen Schmelzen kommen kann, ist in der Vulkanologie schon lange bekannt und experimentell  nachgewiesen. Partielles Schmelzen wird als einer der Hauptgründe genannt, warum Magma auch in Zonen (Grenzbereich Erdkruste – Erdmantel) entstehen kann, in denen es aufgrund zu niedriger Temperaturen eigentlich nicht zur Entstehung von Schmelzen kommen sollte. Die Frage stellt sich, woher das Salzwasser kommt? Normaler Weise ist das ein Phänomen entlang von Subduktionszonen, an denen Ozeanische Kruste in den Erdmantel abtaucht und dabei wasserhaltige Sedimente mit in die Tiefe des Erdmantels schleppt. Wie bereits in einem meiner letzten Artikel über den Yellowstone-Mantelplume beschrieben, schneidet die Subduktionszone vor der Westküste der USA den Yellowstone-Mantelplume und interagiert mit diesem. Möglicherweise stammt das Salzwasser von dieser Quelle. Theoretisch kann es sich aber auch im Erdmantel gebildet haben und aus der Schmelze stammen. Wasser kann entweder direkt als H2O Molekül, oder als OH-Gruppe in den Kristallgittern der Mineralien eingebaut sein und durch Schmelzprozesse freigesetzt werden. Entgegen vieler älterer Lehrbücher geht man heute davon aus, dass die silikatische Gesteine des Erdmantels aufgrund der hohen Druckbedingungen im Erdmantel nicht geschmolzen sind, sondern sich plastisch wie Knetgummi verhalten und nur unter bestimmten Bedingungen schmelzen.

Einen Mantelplume kann man sich in etwa wie ein Schlauch vorstellen, aus dem Magma aus dem Erdmantel aufsteigt und bis in die Erdkruste eindringt. Am Ende des Mantelplumes sitzt eine Magmakammer auf, die den Yellowstone Vulkane mit Schmelze versorgt.

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