Vulkaneifel: erwachen des Laacher See Vulkans?

Gestern wurde in der WAZ-Onlineausgabe ein Artikel veröffentlicht, der eine steigende Aktivität der Vulkane der Westeifel proklamierte. Ein Wissenschaftler der Uni Duisburg-Essen wurde dabei zitiert, dass es Indizien für einen aktiven Magmenkörper geben würde, der sich derzeit in 40 km Tiefe befinde, ein Ausbruch könne viel schneller stattfinden, als bisher gedacht. Dafür würden neuste seismische Messergebnisse sprechen, sowie Gasanalysen der Mofetten im Laacher See und an der Lahn. Ich wurde darauf hin von besorgten Lesern kontaktiert, ob da denn etwas dran sei? 

Sicher ist es richtig, dass Vulkane auch ohne langfristige Vorzeichen relativ plötzlich eruptieren können. Besonders bei Vulkanen die lange ruhten und bei denen es keinerlei Aufzeichnungen von Eruptionen gibt, kann man sich nicht sicher sein, ob es kurzfristig nicht doch zu einem überraschenden Ausbruch kommen könnte. Mir liegen allerdings keinerlei Informationen vor, dass sich der Status der Vulkane in der Eifel in den letzten Jahren geändert hätte und halte eine unmittelbare, oder mittelbare Eruption für unwahrscheinlich.

Langfristig gesehen ist ein Vulkanausbruch im Gebiet der Vulkaneifel gut möglich, wenn nicht sogar wahrscheinlich. Wobei sich das „langfristig“ auf geologische Zeiträume bezieht, die sich in Jahrtausenden und Jahrmillionen rechnen.

Als Besorgnis erregende Anzeichen für eine baldige Eruption würde ich das Aufkommen von vulkanotektonischen Erdbeben ansehen, die in Tiefen weniger als 10 km liegen, kombiniert mit Bodendeformationen, einer deutlichen Änderung der Gaszusammensetzung und eine drastische Temperaturerhöhung der Gase. Um diese Anzeichen zu detektieren bedarf es natürlich ein vernünftiges seismisches Netzwerk und regelmäßige Untersuchung der Gase. Im reichen Deutschland sollte das eigentlich finanzierbar sein! 

Die im oben verlinkten Artikel erwähnten Gasaustritte und vereinzelten Erdbeben sind nur Indizien, dass sich Magma im Untergrund bewegen könnte, aber es sind keine genauen Aussagen darüber möglich, ob es sich tatsächlich um eine Aufheizphase handelt, oder um einen Abkühlungsprozess. Um genauere Aussagen treffen zu können, müsste man Veränderungen über lange Zeiträume dokumentieren. Im Cheb-Becken -da sind sich viele Wissenschaftler sicher- weisen Seismik (hier werden pro Jahr oft mehrere Tausend Mikrobeben registriert) und Veränderungen der Heliumisotop-Konzentrationen in Gasproben tatsächlich darauf hin, dass ein Magmenkörper dabei ist an der Grenze Erdmantel-Erdkruste in letztere einzudringen. Aber auch hier weiß man nicht was passieren wird. Es kommt durchaus häufig vor, dass Magmenkörper in die Erdkruste eindringen, ohne dass ein Vulkan ausbricht. Davon zeugen weltweit zahlreiche Plutone.

Campi Flegrei: droht ein Vulkanausbruch?

In den letzten Tagen kursierten in den Onlinemedien Berichte darüber, dass ein Ausbruch der Campi Flegrei schneller eintreten könnte als bisher geglaubt. Grund für diese Annahme sind neue Ergebnisse einer Forschergruppe um den INGV-Wissenschaftler Giovanni Chiodini, die ihre Arbeit in Nature veröffentlichte. Die Forscher arbeiteten mit physikalischen Modellen um die Druckverhältnisse im komplexen System unter einem mafischen (sauren) Calderavulkan zu verstehen.

Typisch für diese großen Vulkansysteme wie dem Yellowstone, oder der Campi Flegrei ist ein hydrothermales System das die Magmakammer überlagert. Die Kernaussage der Arbeit bezieht sich auf folgende Erkenntnis: wenn sich neues Magma in der Magmakammer ansammelt interagiert es mit den Fluiden des hydrothermalen Systems. Es kann zu Wechselwirkungen kommen, die letztendlich zu einer beschleunigten Inflation und Aufheizung des Gesamtsystems führen. Dies geschieht, wenn das Magma einen kritischen Entgasungsdruck erreicht hat und dadurch viel Wasserdampf in das Hydrothermal-System injiziert. Das beschleunigte Aufheizen destabilisiert den Calderavulkan und kann in einem Vulkanausbruch gipfeln, der früher eintritt, als wenn es keine Wechselwirkung zwischen Magma und Fluide des Hydrothermal-Systems geben würde.

Grafiken zur Campi Flegrei. © Giovanni Chiodini

Seit dem Jahr 2005 gibt es in der Campi Flegrei Anzeichen für ein Aufheizen des Vulkansystems: es treten Phasen mit erhöhter Seismik und starker Inflation auf. In der Solfatara verändern sich Zusammensetzung, Konzentration und Temperatur fumarolischer Gase. Im Fokus der Forscher steht das Kohlenmonoxid. Dieses Gas entströmt dem Magma und seine Konzentration lässt Rückschlüsse über die Temperatur des Hydrothermal-Systems zu: seit 2005 stieg sie von 220 Grad auf 310 Grad Celsius. Diese Temperatur lässt vermuten, dass das Magma einen kritischen Entgasungsdruck erreicht hat. In diesem Temperaturbereich halbiert sich die Scherfestigkeit der Tuffe im Untergrund der Caldera. Das bedeutet, dass die Gesteine schneller dem Druck des Magmas nachgeben und brechen können. Die Folge wäre plötzliche Druckentlastung und Magmenaufstieg.

Die Wissenschaftler vergleichen die Campi Flegrei mit anderen Calderavulkanen die im letzten Jahrhundert eruptierten: Rabaul (PNG) und Sierra Negra (Galapagos). Bei beiden Vulkanen wurde vor ihren Eruptionen ebenfalls eine mehrjährige Phase beschleunigter Inflation und Aufheizung beobachtet. Für Rabaul wurde vorausberechnet, dass das Gestein nach 3900 Tagen beschleunigter Aufheizung brechen würde. Tatsächlich eruptierte der Vulkan 3100 Tage nach Beginn der Aufheizungsphase. Für die Campi Flegrei wurde der Wert des Materialversagens auf 5670 Tagen (+- 735) nach Beginn der Beschleunigungsphase berechnet. Das entspricht einer Periode von gut 15,5 Jahren. Von diesen sind bereits 11 Jahre verstrichen.

Die Wissenschaftler selbst sagen allerdings, dass es nach dieser Zeit nicht zwangsläufig zu einem Ausbruch kommen muss. Zu viele andere Faktoren spielen eine Rolle ob- und wann ein Vulkan eruptiert.

Ich persönlich denke, dass solche Forschungsergebnisse zwar wichtig für die Grundlagenforschung sind, bis auf weiteres aber nur verunsichern, anstatt zu helfen. Es gibt keine Erfahrungswerte bei der Vorhersage eines Supervulkanausbruchs, einfach weil der letzte dieser Ausbrüche viele Jahrtausende her ist. Die Campi Flegrei eruptierte zuletzt vor 39.000 Jahren mit einem VEI 7. Niemand kann tatsächlich abschätzen wann der Vulkan das nächste Mal eruptieren wird. Meistens gelingen zuverlässige Prognosen vor einem normalen Vulkanausbruch erst wenige Tage, oder Stunden bevor er statt findet. Meistens hat die Eruption bereits unterirdisch angefangen, wenn Alarm geschlagen wird. Nur, wann schlägt man im Falle der Campi Flegrei Alarm? Erst wenn Tremor einsetzt, oder bereits bei stärkeren Bodendeformationen?  Wann sind die Bodendeformation tatsächlich kritisch? An einem durchschnittlich großen Vulkan wäre eine Aufblähung um 3 m furchterregend. Auf der anderen Seite wurden in anderen Calderavulkanen wie der Laguna del Maule bereits viel stärkere Bodendeformationen nachgewiesen, ohne das es zu einer Supervulkaneruption gekommen wäre! Die Vulkanologen des INGV stehen also vor einem großen Problem und wenn man auf die Stimme der Vernunft hören würde, dürfte die Gegend um die Campi Flegrei nicht bewohnt werden! Treten eindeutige Anzeichen einer beginnenden Eruption ein, bleiben wahrscheinlich nur Tage zur Evakuierung. Die Campi Flegrei kann man sehr wahrscheinlich räumen, aber wie schaut es mit Pozzuoli und Neapel aus? Bei einem VEI 7 Ausbruch drohen Tsunamis die durch pyroklastische Ströme generiert werden könnten. Dann wären auch die Küsten des gesamten westlichen Mittelmeeres gefährdet.

(Quelle: http://www.nature.com/articles/ncomms13712, copyright der Grafiken unter der cc)

Santorin: neue Theorie zum Tsunami

Blick auf die Innenseite der Caldera. © Marc Szeglat

Der Untergang der bronzezeitlichen Minoer wurde möglicher Weise durch einen Tsunami eingeleitet der durch einen gigantischen Vulkanausbruch ausgelöst wurde. Bisher nahm man an, das der Tsunami durch den Kollaps der Vulkaninsel Santorin verursacht wurde, nachdem sich die Magmakammer bei dem großen Ausbruch vor gut 3600 Jahren entleert hatte. Nun veröffentlichten Forscher der Universität Athen eine neue Studie, nach der nicht der Kollaps des Vulkans den Tsunami auslöste, sondern Pyroklastische Ströme!

Die Wissenschaftler um Paraskevi Nomikou rekonstruierten den Eruptionshergang und die Calderabildung. Dabei fanden sie heraus, dass sich zum Zeitpunkt des Kollapses kein Wasser in der Caldera befand und sich somit kein Tsunami bei deren Kollaps bilden konnte. Was aber konnte dann der Auslöser des katastrophalen Tsunamis gewesen sein? Untersuchungen des Meeresgrundes um Santorin brachten die Wissenschaftler auf die Spur zur aktuellen Theorie: Die Messungen enthüllten bis zu 60 m mächtige Ignimbritablagerungen. Diese sind Hinterlassenschaften von Pyroklastischen Strömen. Die Glutwolken manifestierten sich beim Zusammenbruch der Eruptionswolke, die bis weit in die Stratosphäre aufgestiegen sein muss. Gewaltige Mengen pulverisierten Gesteins rauschten aus der Aschewolke zu Boden und flossen auf einem heißen Gaskissen über das Mittelmeer. Als die Mengen pulverisierten Gesteins im Meer versanken, soll dass den Tsunami ausgelöst haben. Das ging aber sehr wahrscheinlich nur mit der Unterstützung von (submarinen) Hangrutschungen. Die ausgelöste Flutwelle war mächtig: wo sie gegen die Nordküste Kretas brandete, entdeckten Geoforscher ihre Spuren in 9 Metern Höhe. Sie versenkte wahrscheinlich einen Großteil der Schiffsflotte der Minoer und zerstörte deren Küstenstädte. Der Anfang vom Ende der Minoischen Kultur.

Die Phasen der Calderabildung. ©Paraskevi NomikouAber warum befand sich kein Wasser im Kessel der Caldera, als der Vulkan eruptierte? Denn schon vor der bronzezeitlichen Eruption existierte eine geflutete Caldera die den Hafen der Insel beherbergte. Die Wissenschaftler der Uni Athen machen dafür 2 enorme Wasserdampfexplosionen verantwortlich die das ganze Wasser der Caldera schlagartig verdampften. Ein Ringwall aus frischer Tephra soll dabei die Caldera zum Meer hin abgedichtet haben, so dass kein neues Wasser nachströmen konnte. Daher seien dann die Landrutschmassen und die Gesteinsbrocken, die durch die Explosionen in die Luft geschleudert wurden, in den trockenen Kessel gestürzt und konnten keinen Tsunami auszulösen.

Ich persönlich bin ein wenig skeptisch, was die Rolle der Pyroklastischen Ströme anbelangt. Diese können viele Kilometer über das Meer gleiten und verlieren dabei relativ langsam an Masse. Um einen Tsunami auszulösen bedarf es allerdings einer plötzlichen Anregung.

(Quelle: http://www.nature.com/articles/ncomms13332)

Ätna: neue Daten der Bodendeformation

Bodendeformation am Ätna © INGV

Das INGV Catania hat heute diese Animation veröffentlicht. Grundlage hierfür sind die Daten des Sentinel-Satelliten, der Bodendeformationen registriert. Die Animation gibt die Situation vom Februar 2015 bis Februar 2016 wieder. Die blauen Flächen zeigen Inflation an, gelbe und rote Farben Deflation. Bis zu den Paroxysmen im Dezember letzten Jahres wurde kontinuierliche Inflation registriert, seitdem nur noch Deflation. Wer also mit einer baldigen Fortsetzung vulkanischer Aktivität an Europas mächtigstem Vulkan rechnet, wird wahrscheinlich enttäuscht werden. Ich selbst hätte damit gerechnet, da der Vulkan im Januar von zahlreichen Erdbeben heimgesucht wurde.

Yellowstone: wie schnell kann der Supervulkan erwachen?

Einer der größten Vulkane der Welt schlummert unter der landschaftlichen Idylle des Yellowstone Nationalparks in den USA. Die Caldera des Supervulkans entdeckte man erst vor wenigen Jahrzehnten auf Satellitenfotos: so gewaltig ist der Einsturzkessel, dass Wissenschaftler lange Zeit den Vulkan vergeblich suchten, obwohl sie mitten drin standen. Vulkanische Gesteine zeugen nicht nur von den 3 Supervulkaneruptionen des Vulkans, die sich in den letzten 2,1 Millionen Jahren ereigneten, sondern auch von zahlreichen normal großen Ausbrüchen. Seit der letzten Supervulkaneruption von 640.000 Jahren sind den Vulkanologen 23 normal große Vulkanausbrüche bekannt. Der Letzte dieser Ausbrüche fand vor gut 70.000 Jahren statt und viele Forscher fragen sich, wie lange der Nächste noch auf sich warten lässt.

Heiße Quellen und Geysir als Spuren des Vulkanismus im Yellowstone Nationalpark. © Marc Szeglat
Heiße Quellen und Geysir als Spuren des Vulkanismus im Yellowstone. © Marc Szeglat

Anzeichen für ein mögliches Erwachen des Vulkans werden schon seit längerem immer wieder beobachtet. So bildete sich im Bereich des Yellowstone-Sees eine Bodenaufwölbung, im Norris Geyser Basin entstanden neue Fumarolen und immer wieder kam es zu leichten Schwarmbeben. Eine Frage die sich in diesem Zusammenhang stellt ist die, wie viel Zeit zwischen den ersten Anzeichen des Erwachens bis zum Ausbruch vergeht.
Petrologin Christy Till von der „School of Earth and Space Exploration“ kann diese Frage möglicher Weise beantworten. Die Professorin sammelte Lavaproben im Yellowstone und untersuchte die Kristalle der Lava im Labor. Sie identifizierte die Wachstumszonen der Kristalle, die Ähnlichkeiten mit den Jahresringen von Bäumen haben und rekonstruierte ihre Geschichte mit Hilfe des NanoSIMS (Nano Sekundärerionen-Massenspektrometer). Bei ihren Forschungen konzentrierte sich die Petrologin auf die Frage, wie lange es dauert bis das bereits erstarrte Magma in der Magmakammer schmilzt und eruptiert wird, wenn sich die Kammer nach einer langen Ruheperiode des Vulkans erneut aufheizt. Dabei fand sie heraus, dass bei der letzten Eruption die in der Magmakammer wieder aufgeschmolzenen Kristalle innerhalb von 10 Monaten nach der beginnenden Aufheizung eruptiert wurden. Dieses Ergebnis überraschte zahlreich Forscher, nahm man bisher doch an, dass dieser Prozess deutlich mehr Zeit benötigen würde.

Falschfarbenbild zonierter Pyroxen-Kristalle. Die konzentrischen Schichten entstanden durch erneutes Wachstum der Kristalle als frisches Magma in die  Magmakammer strömte. © Kate Saunders, University of Bristol/spektrum.de

Diese Ergebnisse lassen sich sicherlich nicht 1:1 auf jeden Ausbruch des Yellowstone-Vulkans übertragen, liefern aber doch einen Anhaltspunkt über die zeitliche Dimensionen und der Vorwarnzeit die bleibt um zu reagieren. Nur muss man sich nun die Frage stellen, ab wann die Uhr tickt? Anzeichen, dass sich unter dem Yellowstone-Vulkan neues Magma ansammelt, welches die Magmakammer aufheizt gibt es ja immer wieder.

Quelle: Arizona State University.

Vulkanologie: neuer Auslöser von Eruptionen entdeckt

Einem internationalen Team von Wissenschaftlern der Universitäten von Liverpool, Monash und Newcastle ist es gelungen einen weiteren Auslöser von Vulkanausbrüchen zu entschlüsseln. Die Wissenschaftler sagen, dass das Verständnis von Auslösemechanismen der Eruptionen enorm dazu beiträgt Vulkanausbrüche vorherzusagen. Eine präzise Vorhersage hilft den Schaden zu minimieren, der durch Vulkanausbrüche entstehen kann: weltweit leben mehr als 600 Millionen Menschen im Umfeld aktiver Vulkane. Alleine durch die Eyjafjallajökull-Eruption im Jahr 2010 entstand durch Flugausfälle ein wirtschaftlicher Schaden von 1,8 Milliarden USD.

Diese senkrecht verlaufenden Gesteinsrippen nennt man Dykes, oder Magmatischen Gang. Sind sie um 90° gedreht bilden sie flache bänge und werden Sills genannt. © Marc Szeglat
Diese senkrecht verlaufenden Gesteinsrippen (Bildmitte) nennt man Dykes, oder Magmatische Gänge. Sind sie um 90° gedreht bilden sie flache Bänke und werden Sills genannt. © Marc Szeglat

Da die wenigsten Prozesse die im Erdinneren ablaufen direkt beobachtet oder gemessen werden können, entwickeln die Forscher immer neue Modelle und Computersimulationen. Die Wissenschaftler der drei genannten Universitäten schufen ein Vulkanmodel in dem sie speziell das Verhalten von Magma im Fördersystem untersuchen wollten. Dazu füllten sie Gelatine in einem Tank und injizierten gefärbtes Wasser in die Masse. Mittels Zeitlupenkamera und Laser beobachteten sie das Bewegungsverhalten des Wassers (Magmas) in miteinander verbundenen Frakturen, die zuvor in der Gelatine modelliert wurden. Die vertikal verlaufenden Risse heißen in der Fachsprache Dykes, die Horizontalen werden Sills genannt. Letztere bilden eine flach liegende Fläche im Gestein, die man mit einem Kohleflötz vergleichen kann. Die Sills füllen sich mit Magma, wenn der vertikale Aufstieg des Magmas in den Dykes ins Stocken kommt. Neu ist die Beobachtung, dass es im Magma in den Dykes zu einem plötzlichen Druckabfall kommt, wenn es seitwärts in die Sills abfließt. Dadurch wird der altbekannte Prozess in Gang gesetzt, der schon seit langem als Auslöser explosiver Eruptionen bekannt ist: Druckentlastung. Durch den hydrostatischen Druckabfall bilden sich schlagartig Gasblasen im Magma. Unter hohem Druck war das Gas bislang im Magma gelöst. Die aufsteigenden Gasblasen lassen das Magma aufschäumen und der Gasdruck treibt es durch den Förderschlot. Der Vulkan bricht aus. Diesen Vorgang kann man einfach nachvollziehen, wenn man eine gut geschüttelte Sektflasche öffnet. Der Korken knallt raus und das Kohlendioxidgas treibt den aufgeschäumten Sekt (Lava) aus dem Flaschenhals (Vulkanschlot).

Doch was nützen diese Erkenntnisse aus dem Labor bei der Vorhersage von Vulkanausbrüchen? Schließlich kann man die Prozesse im Erdinneren nicht visuell beobachten. Doch die Wissenschaft entwickelt immer genauere Messverfahren um den Vulkanen den Puls zu fühlen. In erster Linie geben die verschiedenen Arten von Erdbebenwellen Auskunft über das Geschehen im Erdinneren. Vulkanische Erdbeben zeigen an das Gesteine bersten und Risse entstehen. Tremor (beständiges Zittern des Bodens) wird durch die Bewegung von Fluide (Flüssigkeiten, Gas, Magma) ausgelöst. Mittels GPS Messungen von Satelliten lassen sich kleinste Bodendeformationen beobachten. Aufwölbungen im Boden zeigen, wo sich Magma sammelt und wie es sich bewegt. Wichtig sind auch Gasmessungen. Ändern sich der Gasfluss und das Verhältnis bestimmter Isotope, dann kann Magma auf dem Weg sein.

Das Alles macht aber auch deutlich, wie schwierig eine verlässliche Prognose eines bevorstehenden Vulkanausbruches ist. Jahrzehntelanges Studium ist nötig, um die Anzeichen richtig zu deuten, zumal Vulkane Individualisten sind. Die neuen Erkenntnisse lösen das Puzzlespiel der Dynamik eines Vulkanausbruches ein wenig besser auf und helfen den Wissenschaftlern das System Erde besser zu verstehen. Dennoch ist es oft schwierig die komplexen Abläufe der Erddynamik mit einfachen Modellen zu simulieren. Eine 1:1 Übertragung der neuen Erkentnisse auf bevorstehende Vulkanausbrüche dürfte schwierig sein und nicht immer gelingen.

Quelle: Das Wissenschaftsteam veröffentlichte die Ergebnisse ihrer Arbeit in der Online-Zeitschrift geology.com.

Anmerkung: der Begriff Dyke, bzw. Magmatischer Gang tauchte oft in der Berichterstattung zur Holuhraun-Eruption am Bardarbunga auf.

Ferroperiklas: Sperrschicht im Erdmantel

Schalenbau der Erde. © fotolia.comEin internationales Forscherteam der Universitäten von Bayreuth und Salt Lake City erzeugten in einem Hochdruck-Experiment ein Mineral, dass möglicher Weise hilft einige geowissenschaftliche Rätsel zu lösen. So rätselten Wissenschaftler über eine mangelnde Materialdurchmischung im Erdmantel, obwohl doch Konvektionsströme das plastische Gestein vertikal durchmischen sollten. Diese schlechte Durchmischung spiegelt sich u.a. im Magma ozeanischer Vulkane wieder: einige diese Vulkane fördern Lava aus relativ jungem Magma, während Andere Gesteinsschmelzen ans Tageslicht bringen die sehr lange im Erdinneren verweilten und aus großen Tiefen stammten. Seismische Untersuchungen brachten die Erkenntnis, dass das Gesteinsmaterial, das an Subduktionszonen in den Erdmantel abtaucht oft nur bis in Tiefen von 1000 km eindringt und nur unzureichend aufgeschmolzen wird. Eine Art Barriere scheint ein weiteres Abtauchen des subduzierten Materials zu verhindern.

Das neu entdeckte Mineral mit dem Namen Ferroperiklas soll Schuld an der schlechten Durchmischung des Mantelmaterials sein. Die Forscher erzeugten im Labor Ferroperiklas, dessen chemische Zusammensetzung bereits bekannt war. Allerdings kannte niemand seine molekulare Kristallstruktur, welche sich erstmals im Hochdruckexperiment manifestierte. Dazu wurden die chemischen Bausteine des Ferroperikals Millionenfachem Atmosphärendruck ausgesetzt. Ferroperiklas ist Hauptbestandteil des unteren Erdmantels und sollte sich dort eigentlich in Abhängigkeit von Druck und Temperatur relativ homogen verhalten. Doch bei Drücken, wie sie in einer Tiefe zwischen 1500 und 1700 km herrschen, ist das Mineral besonders zäh. Bei geringeren, oder höheren Drücken (Tiefen) ist die Zähigkeit des Minerals deutlich niedriger. Mischt man Ferroperiklas noch mit dem Mantelmineral Bridgmanit wird es sogar bis zu 300 Mal zäher, als das umgebende Mantelgestein. Zwischen 1500 und 1700 km Tiefe vermuten die Forscher also eine Art Sperrschicht aus Ferroperiklas und ggf. Bridgmanit. Es behindert den Materialaustausch und könnte auch eine thermische Barriere darstellen.

Sollten sich die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler um Hauke Marquardt und Lowell Miyagi bewahrheiten, dann müssten die Erdkunde-Lehrbücher umgeschrieben werden. Dem Schalenbau der Erde müsste eine weitere Schicht hinzugefügt werden. Vermutlich sind auch die Temperaturen unterhalb der neuen Schicht höher, als bisher angenommen. Sie würde auch neue Fragen aufwerfen: bisher glaubte man, dass radioaktiver Zerfall im Erdinneren dafür sorgt, dass sich die Erde noch nicht weiter abgekühlt hat. Wenn nun eine thermische Sperrschicht angenommen wird, müssen die bestehenden Modelle überarbeitet werden, denn dann wären die Temperaturen unterhalb der Sperrschicht wahrscheinlich deutlich höher, als bisher gedacht. Schon jetzt vermutet man, das es im Erdkern zwischen 5000 und 6000 Grad Celsius heiß ist.

(Quellen: Huffington Post, scincexx.de)

Tschurjumow-Gerasimenko: Philae soll landen

Dieses Bild Nahm Rosette Anfang August auf. © ESAUpdate 18.00 Uhr: trotz beschädigter Düse ist die Landung von Philae geglückt! Das Minilabor ist auf dem Kometen 67P fest verankert. Allerdings gab es Probleme mit der Verankerung. Erste Fotos der Kometenoberfläche werden für 19 Uhr erwartet. Der Kontakt ist verfrüht abgebrochen und Fotos konnten nicht übermittelt werden. Einige Messinstrumente arbeiteten trotz der Schwierigkeiten. Die ESA vergleicht die Bedeutung dieses Ereignisses mit der ersten Mondlandung 1969.

Originalmeldung: heute könnte der Grundstein für die Beantwortung einer der wichtigsten Fragen der Wissenschaft gelegt werden: der Lösung nach der Frage des Ursprungs des Lebens. Um diese Frage zu beantworten, schickte die ESA vor 10 Jahren die Raumsonde Rosetta auf den Weg zum Kometen Tschurjumow-Gerasimenko. Heute setzt die Raumsonde den Lander Philae ab. In einem komplizierten Manöver soll das autonome Minilabor auf dem Kometen Landen. Da auf dem 4 km durchmessenden Himmelskörper nur eine sehr geringe Schwerkraft wirkt, muss sich Philae selbst mit Harpunen und Eisschrauben am Untergrund verankern. Ansonsten droht die Gefahr, dass der Lander in den Weltraum zurück hüpft. Allerdings stehen die Sterne schlecht für Philae, denn in der Nacht stellte man fest, dass eine wichtige Düse des Ladesystems nicht funktioniert. Diese Düse sollte den Lander auf den Kometen drücken, während sich dieser verankert. Trotz des Defektes entschloss man sich die Landung zu Riskieren.

Sollte die Landung glücken, untersucht Philae Proben des Kometen. Die Wissenschaftler wählten Tschurjumow-Gerasimenko aus, weil sie annehmen, dass er direktes Überbleibsel aus der Zeit der Planetenbildung unseres Sonnensystems ist. Es soll untersucht werden, ob der Komet neben Wasser auch chemische Bausteine für die Entstehung von Leben enthält. Außer der göttlichen Genesis existieren bisher 2 Modelle, wie das Wasser und chemische Bausteine des Lebens auf unseren Planeten gekommen sein könnten: eine Theorie besagt, dass Kometen wie Tschurjumow-Gerasimenko die Lebensgrundsteine auf die Erde brachten, eine Andere, dass Vulkane Wasser ausschwitzten und das es in der Nähe von hydrothermalen Quellen zur Entstehung erster Mikroben kam, aus denen sich das vielfältige Leben unseres Planeten entwickelte.

Der Komet wurde nach seinen beiden Entdeckern Tschurjumow und Gerasimenko benannt, die ihn 1969 aufspürten. Bei den Wissenschaftlern trägt er das Kürzel 67P als Namen. 67P befindet sich auf halbem Weg zwischen Mars und Jupiter und fliegt mit einer Geschwindigkeit von 55.000 Kilometern auf das Innere Sonnensystem zu.

Ersten Erkenntnissen zu Folge, besteht der kleine Himmelskörper aus weniger Eis, als angenommen. Dafür ist die Oberfläche weitaus staubiger (Gesteinsstaub) als gedacht. Die Landestelle auf dem erdnussförmigen Kometen steht schon lange fest und ist im Bordcomputer einprogrammiert. Wissenschaftler befürchten, dass es dort sehr staubig sein könnte. In diesem Fall wird Philae Probleme haben sich sicher zu verankern. Da die Funksignale zwischen Sonde und Erde ca. 25 Minuten unterwegs sind, können die Forscher im Kontrollzentrum in Darmstadt nicht eingeifen, wenn bei der Landung etwas schief geht.

Die Raumsonde bekam ihren Namen nach dem berühmten Rosetta-Stein. Mit diesem archäologischen Fund aus Ägypten gelang die Entschlüsselung der Hieroglyphen. Um sie zu dekodieren wurden aber noch Chiffren von einem Obelisken benötigt, der auf der Insel Philae gefunden wurde.

Ich bin gespannt, ob die Forschungsergebnisse dieser Mission zu einem Paradigmawechsel führen werden, oder ob die Astronauten und Vulkanauten an ihrer jeweilig präferierten Schöpfungstheorie festhalten.

Magmakammer des Supervulkans Toba erforscht

Der Tobasee füllt einen Großteil der Toba-Caldera. © Marc SzeglatDie Eruption des Tobas auf Sumatra, brachte die junge Menschheit vor 72.000 Jahren an den Rand des Aussterbens. Die Eruption förderte so viel Vulkanasche und Gase, dass sie die Sonne auf Jahre verdunkelte. Die globalen Temperaturen sanken um mehrere Grad und es wurden die kältesten Jahre der Eiszeit ausgelöst. Genanalysen zeigten, dass alle heute lebenden Menschen von einer kleinen Gruppe von ungefähr 1000 Überlebenden der Katastrophe abstammen. Alle anderen Menschen starben in Folge der Naturkatastrophe.

So ein gigantischer Vulkanausbruch kann sich jederzeit wiederhohlen. Daher stehen die Supervulkane im Fokus der Vulkanologen. Man möchte die Mechanismen verstehen, die hinter diesen katastrophalen Eruptionen stecken. Supervulkane brechen nach sehr langen Ruhephasen aus. Diese betragen mindestens mehrere 10.000 Jahre, oft sogar Hunderttausende, oder Millionen Jahre. Viel Zeit also, dass sich gigantische Magmamengen im Untergrund ansammeln. Besonders gut überwachte Supervulkane sind der Yellowstone-Vulkan, der Taupo, der Toba und die Phlegräischen Felder bei Neapel. Vor wenigen Jahren entdeckte man eine besorgniserregende Magma-Ansammlung in den Anden bei Bolivien: der schlafenden Vulkan Uturuncu bläht sich wie ein Hefeknödel auf. Pro Sekunde strömt ca. 1 Kubikmeter Lava in eine Magmakammer, die in ca. 15 km Tiefe liegt. Dabei hebt sich nicht nur der Berg um 1 – 2 cm pro Jahr, sondern das gesamte Umland.

So stellt man sich die Magmakamemr vor. © GFZ - KoulakovUm zu verstehen, wie solche Magma-Ansammlungen von statten gehen und wann ein Supervulkan ausbricht, untersuchten Forscher des GFZ Potsdam nun den Untergrund um den Toba-Vulkan. Sie installierten ein dichtes Netz aus Seismographen, welches Erdbebenwellen registriert. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen von der Dichte des Mediums, durch das sie fließen abhängig ist, kann man mit Hilfe der Laufzeitunterschiede der Wellen ein 3 dimensionales Bild des Untergrundes erzeugen. Diese Untersuchungsmethode nennt man „seismische Tomographie“. Die deutschen Forscher um Christoph Sens-Schönfelder entdeckten am Toba-See erstaunliches: dort liegt ein riesiges Magma-Reservoire, dass eine Breite von 50 km hat. In den oberen 7 Kilometern liegen Trümmer, die bei der Caldera-Bildung in die Magmakammer stürzten. Darunter befinden sich mehrere Stockwerke in denen Gesteinsplatten liegen die Magma enthalten. Die Forscher bezeichnen diese Magma-haltigen Gesteinsschichten selbst als „Riesenpfannkuchen“. Man geht davon aus, dass sich diese Magma-Schichten vor der Eruption bis kurz unter die Erdoberfläche fortsetzten. So sammelten sich über Jahrmillionen 2.800 Kubikkilometer Magma an. Was letztendlich der Auslöser der Eruption war, konnten die Forscher nicht enthüllen.

Diesbezüglich gibt es Arbeiten von Forschern aus der Schweiz. Sie vermuten, dass der Dichteunterschied zwischen dem Magma und dem umgebenden Gestein reicht, um eine Supervulkaneruption auszulösen.

Quelle: GFZ-Potsdam & Spektrum.de

Wissenschaft: von Ziegen und Drohnen

Deutsche Forscher arbeiten derzeit an 2 interessanten Projekten, um den Vulkane besser den Puls zu fühlen:

Die traurigen Überreste einer Ziege am Ätna. © Marc SzeglatDer Biologe Prof. Martin Wikelski benutzt Ziegen als tierische Frühwarnsysteme zur Vorhersage von Vulkanausbrüchen. Am Ätna beobachtete er Ziegen, die schon einige Zeit vor einer Eruption unruhig wurden und Deckung suchten. Diese tierischen Instinkte wollte Wikelski nutzbar machen und er rief das Projekt „Disaster Alert Mediation using Nature“ (kurz Damn) ins Leben. Er stattet Ziegen am Ätna mit GPS-Halsbändern auf und restellte Bewegungsprofile, anhand derer er das Verhalten der Tiere untersuchte. Wikelski stellte fest, dass die Ziegen tatsächlich vor eine Vulkanausbruch flüchteten. Jetzt wird geprüft, ob das Ziegenfrühwarnsystem auch anderswo funktioniert. (Quelle nationalgeografic.de)

Bei der 2. Meldung spielen Drohnen eine Rolle. Allerdings sind hier keine faulen Bienenmännchen gemeint, sondern fleißige Flugroboter. Wissenschaftler um Professor Wolfgang Rüther-Kindel sind dabei, eine Drohne zu entwicken, die in Aschewolken von Vulkanausbrüchen fliegen soll um Daten zu sammeln. Die Drohne verfügt über Elektromotoren und soll selbständig mehrere Stunden auf 5000 m Höhe operieren können. Die Drohne könnte z.B. auf Island zum Einsatz kommen. Das Projekt wird vom Bundesforschungsministerium mit 324.000 € gefördert. (Quelle: Lausitzer Rundschau)