Vulkanologie: Neues aus Wissenschaft und Forschung

Forschungen aus Vulkanologie und Seismologie

In dieser Kategorie lest ihr über neue Forschungsergebnisse der Geowissenschaftler, die in Studien zur Vulkanologie und Seismologie veröffentlicht wurden.

Darüber hinaus werden auch gelegentlich Studien aus dem Bereich der Geologie vorgestellt.

Vogtland: Ursache der Schwarmbeben im Eger-Becken identifiziert

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Neue GFZ-Studie lüftet das Rätsel um die Schwarmbeben im deutsch-tschechischen Vogtland

Forschende des GFZ Potsdam lösten das jahrzehntealte Rätsel um die Schwarmbeben im deutsch-tschechischen Grenzgebiet des Vogtlands, wo es im Eger-Becken (Cheb-Becken) immer wieder zu starken Erdbebenschwärmen kommt, so wie es zuletzt im Dezember 2025 der Fall war. Dabei fand die von mir priorisierte Theorie Bestätigung, dass die Beben eine Folge des Aufstiegs magmatischer Fluide sind.

Im Frühjahr 2024 wurde die Region Klingenthal–Kraslice im deutsch-tschechischen Grenzgebiet von einem außergewöhnlich starken Erdbebenschwarm erfasst – dem ersten dieser Größenordnung seit mehr als 125 Jahren. Über 8.000 einzelne Beben registrierten Forschende im Vogtland und in Nordwestböhmen, einer Region, die weltweit als Hotspot für sogenannte Schwarmbeben gilt. Eine jetzt veröffentlichte Studie unter Leitung von Dr. Pinar Büyükakpinar vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung liefert neue, detaillierte Einblicke in die Ursachen und die Dynamik dieses Ereignisses.




Bohrlochmesssystem

Möglich wurde die Analyse durch eine außergewöhnlich dichte seismische Instrumentierung. Neben den Stationen der Erdbebendienste in Sachsen und Tschechien kamen Bohrlochmessungen des internationalen ICDP-Projekts „Drilling the Eger Rift“ sowie temporäre Messnetze mit mehreren Hundert Sensoren zum Einsatz, die im Rahmen des Eger Large Seismic Experiment (ELISE) installiert worden waren. Dadurch konnten selbst kleinste Erschütterungen bis zu einer Magnitude von –0,5 präzise lokalisiert werden und das mit einer räumlichen Genauigkeit von unter 100 Metern.

Die Auswertung der Daten zeigt, dass sich der Erdbebenschwarm in zwei klar voneinander unterscheidbare Phasen gliederte. Zunächst breitete sich die seismische Aktivität über wenige Tage schnell und stark gerichtet entlang einer nordwest-südostlich orientierten Zone aus. In einer zweiten Phase folgte über mehrere Wochen hinweg eine langsamere, radiale Ausdehnung innerhalb einer bestehenden Verwerfungsstruktur in rund zehn Kilometern Tiefe.

Als treibende Kraft identifizieren die Forschenden aufsteigende Fluide magmatischen Ursprungs, die in diese Verwerfungszone eindrangen. Dabei handelt es sich jedoch nicht direkt um aufsteigendes Magma. Vielmehr stammen die Fluide aus tiefer liegenden magmatischen Prozessen, bei denen Magma im unteren Krustenbereich oder im oberen Erdmantel entgast.

Vogtland

Besonders in der ersten Phase des Schwarmbebens spielte ein leichtes, CO₂- und wasserreiches Fluid eine zentrale Rolle, das unter hohem Überdruck das Gestein hydraulisch aufbrach. In der zweiten Phase folgte der Zustrom deutlich größerer Mengen dichterer, vermutlich karbonat- oder salzhaltiger Fluide, die Scherbewegungen entlang der Verwerfung begünstigten und so spürbare Erdbeben auslösten.

Mehrere unabhängige Befunde sprechen für einen magmatischen Ursprung dieser Fluide: Dazu zählen mantelspezifische CO₂- und Helium-Isotopensignaturen, die langanhaltende Gasfreisetzung in Form von Mofetten und Mineralquellen sowie die physikalischen Eigenschaften der modellierten Fluide. Einen klar abgrenzbaren Magmenkörper konnten die Forschenden jedoch nicht nachweisen. Stattdessen deuten die Ergebnisse auf ein tiefes, diffuses magmatisches System hin, das über lange Zeiträume hinweg Fluide freisetzt, ohne dass Magma selbst in die obere Erdkruste aufsteigt.

Der Schwarm von 2024 gilt damit als eindrucksvoller „Naturversuch“, der zeigt, wie stark aufsteigende magmatische Fluide die Spannungsverhältnisse in der Erdkruste beeinflussen können. Zugleich unterstreicht er die Bedeutung einer grenzüberschreitenden, hochauflösenden Überwachung, um die komplexen Prozesse im Untergrund des Vogtlands künftig noch besser zu verstehen.

Quellen: Büyükakpınar, P., Dahm, T., Hainzl, S., Isken, M., Ohrnberger, M., Doubravová, J., Wendt, S. & Funke, S. (2025). Modelling of earthquake swarms suggests magmatic fluids in the upper crust beneath the Eger Rift. Communications Earth & Environment, 7, 6. https://doi.org/10.1038/s43247-025-03019-0; Pressemeldung GFZ. Lizenz der CC

Yellowstone-Caldera: Wo ist das Schwefeldioxid geblieben?

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Rätsel um das Fehlen von Schwefeldioxid-Emissionen in der Yellowstone-Caldera gelöst

Unter der idyllischen Landschaften des Yellowstone-Nationalparks mit ihren weiten Wäldern und Prärien verbirgt sich eines der gewaltigsten Vulkansysteme der Erde: die Yellowstone-Caldera. Sie entstand durch mehrere calderabildende Eruptionen, zuletzt vor etwa 640.000 Jahren, und misst rund 70 × 45 Kilometer. Heute ist sie kein Ort von Lavaströmen, sondern ein Gebiet intensiver hydrothermaler Aktivität, das Forschenden tiefe Einblicke in die Prozesse eines aktiven Supervulkans erlaubt.

Norris

Ein besonders spannender Aspekt ist das Verhalten vulkanischer Gase – allen voran das scheinbare Fehlen von Schwefeldioxid-Emissionen (SO₂). In vielen aktiven Vulkanregionen ist SO₂ ein zentrales Überwachungssignal. Vulkane wie der Kīlauea oder der Ätna stoßen täglich große Mengen dieses Gases aus. Die Gaswolken sind mithilfe von Satellitenmessungen oft über Hunderte Kilometer verfolgbar und haben direkte Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Yellowstone dagegen zeigt ein anderes Bild: Trotz seines riesigen magmatischen Systems ist dort kaum messbares SO₂ in der Atmosphäre nachweisbar. Stattdessen riecht es aber an vielen Stellen der Thermalgebiete nach faulen Eiern. Dieser charakteristische Geruch wird von Schwefelwasserstoff (H₂S) verursacht.

Der Schlüssel zum Verständnis des im Yellowstone emittierten Gascocktails liegt im Aufbau des tief hinabreichenden Magmasystems: Unter Yellowstone befinden sich zwei Hauptreservoire: eine obere, rhyolithische Magmazone in 4 bis 17 Kilometern Tiefe und ein deutlich größeres, basaltisches Reservoir, das sich zwischen 20 und 50 Kilometern Tiefe erstreckt. Diese Tiefenlage ist entscheidend für den Verbleib des Schwefeldioxids. Während Kohlendioxid (CO₂) bereits in großer Tiefe aus dem Magma entweichen kann – weshalb Yellowstone zu den weltweit stärksten CO₂-Emittenten zählt –, wird SO₂ normalerweise erst sehr oberflächennah freigesetzt. In Yellowstone erreicht es diese flache Zone jedoch kaum, sodass nur vergleichsweise wenig SO₂ aus der Schmelze entweicht.

Das, was an Schwefeldioxid dem Magma entweicht und aufsteigt, trifft auf seinem Weg zur Oberfläche auf eines der größten hydrothermalen Systeme der Erde, das zehntausende heißen Quellen, Geysire und Fumarolen speist. Dort arbeitet eine Art natürliche Chemiefabrik: Das SO₂ löst sich im heißen Wasser und wird chemisch umgewandelt, vor allem in Schwefelwasserstoff (H₂S) und Sulfate. Der typische Geruch nach faulen Eiern in Gebieten wie dem Norris Geyser Basin ist somit kein Zeichen fehlender vulkanischer Aktivität, sondern das Endprodukt dieser Umwandlung und der Grund, warum in den emittierten Gasen kaum Schwefeldioxid nachweisbar ist.

Für die Vulkanüberwachung ist dieses Phänomen von großer Bedeutung. Würde plötzlich SO₂ an der Oberfläche gemessen, wäre das ein ernstes Warnsignal: Es würde auf aufsteigendes Magma und das Austrocknen des hydrothermalen Systems hindeuten. Solange jedoch vor allem CO₂ und H₂S dominieren, gilt Yellowstone trotz seiner Größe als geologisch aktiv, aber derzeit stabil.

Yellowstone zeigt damit eindrucksvoll, dass selbst ein Supervulkan nicht durch spektakuläre Ausbrüche auffallen muss – manchmal erzählen Gase, die man nicht misst, die spannendste Geschichte.

Afar-Dreieck und Riftvalley: Ein Kontinent zerbricht

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Afar-Dreieck im Fokus der Geowissenschaft: Alte Daten liefern neue Einsichten in eine lebendige Erde

Anfang 2025 rückte die Afar-Region in Äthiopien mehrfach ins Blickfeld der Wissenschaft: Im Januar ließ eine Serie von Erdbewegungen und magmatischen Intrusionen im Awash-Gebiet nahe dem Vulkan Dofan die Alarmglocken läuten, als tiefes Magma in die Kruste eindrang und Bodenhebungen und Beben auslöste. Im Juli sorgte der berühmte Erta Alé mit effusiven Eruptionsspalten und Lavastromaktivität erneut für Schlagzeilen, während Ende November der lange ruhende Schildvulkan Hayli Gubbi vermutlich erstmals im Holozän ausbrach und eine Aschewolke von über 13 km Höhe in die Atmosphäre schleuderte. Diese Ereignisse markieren eine Phase außergewöhnlicher tektonischer und magmatischer Dynamik in einer der aktivsten Regionen der Erde, wo sich der afrikanischen Kontinent spalten und ein neuer Ozean entsteht.

Afar-Dreieck

Vor diesem geologischen Hintergrund veröffentlichte ein internationales Forscherteam aus Italien (INGV), England und Australien jetzt eine wissenschaftliche Neubewertung eines Magnetdatenarchivs aus den Jahren 1968–69. Die Studie „A review of the 1968 Afar Magnetic Survey data and integration with vintage Red Sea and Gulf of Aden data“, erschienen im Journal of African Earth Sciences, nimmt diese historischen aeromagnetischen Messwerte und verknüpft sie mit aktuellen Daten aus dem Roten Meer, dem Golf von Aden und dem Jemen. Das Ergebnis ist ein detailliertes neues Bild der Krustenstruktur und Rift-Evolution im Afar-Dreieck – dem geologischen Scharnierpunkt, an dem sich die Arabische, Somalische und Nubische Platte voneinander entfernen.

Die neue Auswertung der Magnetdaten bestätigt, dass die Aufspaltung der Erdkruste in der Afar-Region gestaffelt und nicht gleichzeitig verlief. Die ersten Rissbildungsprozesse setzten bereits vor rund 30–35 Millionen Jahren entlang der Strukturen des Golfs von Aden ein. Einige Millionen Jahre später folgte das Rifting im Roten Meer, das vor etwa 20 Millionen Jahren aktiv wurde. Der Hauptäthiopische Graben, heute der nördliche Ast des Ostafrikanischen Grabensystems, erreichte die Afar-Region dagegen erst vergleichsweise spät, vor etwa 10–11 Millionen Jahren. Diese zeitlich versetzte Entwicklung erklärt, warum ältere, tiefreichende Bruchzonen aus dem Golf-von-Aden- und Rotmeer-System das tektonische Grundgerüst der Region dominieren, während der äthiopische Graben eine jüngere Überprägung darstellt. Bis heute befindet sich die Afar-Region in einer hochaktiven Phase der Riftentwicklung, in der sich tektonische Dehnung, magmatische Intrusionen und Vulkanismus gegenseitig verstärken. Aktuelle Ereignisse wie aufsteigendes Magma, Bodenhebungen, Erdbebenschwärme und Eruptionen an Vulkanen wie Erta Ale oder Hayli Gubbi – dessen Eruption vermutlich vom Erta Alé getriggert wurde – zeigen, dass sich die kontinentale Kruste weiterhin ausdünnt – ein Prozess, der langfristig zur vollständigen Aufspaltung Afrikas und zur Entstehung neuer ozeanischer Kruste führen kann.

„Afrika spaltet sich langsam in zwei Teile“, fasst Koautor Riccardo De Ritis vom National Institute of Geophysics and Volcanology zusammen. Die Auswertung der magnetischen Signale hebt die duale Ausrichtung der Bruchzonen hervor: im Süden dominiert der Abdruck des Golfs von Aden, im Norden der des Roten Meeres – ein Muster, das tiefreichende Bruchsysteme und den anfänglichen Pfeiler der Riftbildung widerspiegelt.

Diese neue Analyse zeigt nicht nur, wie historische Daten durch moderne Technik zu neuem Leben erweckt werden können, sondern liefert maßgebliche Hinweise auf die tektonischen Prozesse, die zur Entstehung eines neuen Ozeans und zur künftigen Teilung Afrikas führen könnten. In Kombination mit den jüngsten magmatischen und vulkanischen Aktivitäten der Region ergibt sich ein eindrucksvolles Bild einer Erdkruste im Umbruch.

Quellenangabe: Purcell, P. G., De Ritis, R. & Styles, P. (2026). A review of the 1968 Afar Magnetic Survey data and integration with vintage Red Sea and Gulf of Aden data. Journal of African Earth Sciences, 233, 105881. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2025.105881

Ägäis: Ungewöhnliche Hydrothermalfeld entdeckt

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Neue hydrothermale „heiße Zonen“ vor Milos: Forscher entdecken hydrothermales Unterwasser-System entlang tektonischer Bruchzonen

Vor der griechischen Insel Milos haben Meeresforscher ein überraschend weit verzweigtes hydrothermales System entdeckt, das auf bislang unerforschten Tiefenbereichen des Kontinentalsockels existiert. Die Ergebnisse, veröffentlicht am 27. November 2025 in Scientific Reports, zeichnen ein detailliertes Bild von Tiefen zwischen 30 und 230 Metern, in denen heißes Wasser, Gase und mineralhaltige Fluide aus dem Meeresboden austreten – weit unterhalb der üblichen flachen vulkanischen Quellen, aber auch oberhalb der klassischen Tiefsee-Schlote der Black Smokers.

Hydrothermalfeld

Das internationale Forscherteam um Paraskevi Nomikou nutzte eine Kombination aus hochauflösenden geophysikalischen Messmethoden wie Seismik, Magnetik und Gravimetrie sowie bathymetrischer Kartierung und chemischen Analysen. Die Forscher wurden dabei durch autonome Unterwasserfahrzeuge und ferngesteuerte Roboter (ROV) unterstützt. So konnten sie drei Hauptzonen hydrothermaler Aktivität ausmachen: Aghia Kiriaki, Paleochori–Thiorychia und Vani. Alle drei liegen entlang aktiver tektonischer Bruchzonen, die den Meeresboden südöstlich und nordwestlich von Milos prägen, und sind mit der Subduktionszone des Hellenischen Bogens und dem dahinterliegenden Vulkangürtel assoziiert.

Auffällig ist die tiefe und clusterartige Verteilung der Austrittsstellen: Die Schlotquellen erscheinen nicht gleichmäßig, sondern in charakteristischen Gruppen. Zwei Tiefenbereiche – um etwa 130 m und 180 m – zeigen besonders viele hydrothermale Quellen. Im größten der untersuchten Gebiete bei Paleochori–Thiorychia fanden die Wissenschaftler sogar eine dritte, tiefer liegende Gruppe um 210 m.

Auch die Erscheinungsformen der hydrothermalen Aktivität sind vielfältig: In flacheren Bereichen des Meeresbodens gibt es diffuse Gas- und Wärmeaustritte auf sandigem Grund, oft begleitet von dichten mikrobiellen Matten. In größeren Tiefen tauchten dagegen CO₂-degassende Schornsteine und Bereiche mit aktivem, über 180 °C warmem Fluidaustritt auf – ein Hinweis auf ein dauerhaft aktives hydrothermales System.

Die Forscher betonen, dass diese zwischentiefen hydrothermalen Felder ein Bindeglied darstellen zwischen den bisher gut erforschten flachen Küstenquellen und den klassischen Tiefsee-Schloten. Ihre räumliche Nähe zu tektonischen Strukturen legt nahe, dass die Geologie des Meeresbodens entscheidend ist für das Vorkommen und die Verteilung solcher Systeme.

Diese Entdeckung erweitert unser Verständnis darüber, wie hydrothermale Systeme entstehen, sich ausbreiten und möglicherweise Lebensräume für spezielle mikrobiologische Gemeinschaften bieten – und liefert Impulse für künftige Forschungsreisen in die oft vergessenen mittleren Meerestiefen.

Quelle: Nomikou, P., Bejelou, K., Koschinsky, u.a. (2025). Structural control and depth clustering of extensive hydrothermal venting on the shelf of Milos Island. Scientific Reports, 15, 42359. https://doi.org/10.1038/s41598-025-26398-y. Lizenz der CC

Campi Flegrei: Neue Studie zum Bradyseismos

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Solfatara der Campi Flegrei. © Marc Szeglat

Vulkanische Unruhe in den Campi Flegrei: Neue Studie entschlüsselt Zusammenhang von Bodenhebung und Erdbeben

Campi Flegrei ist eine der aktivsten und komplexesten Vulkanregionen Europas. Die Caldera liegt am Rand des Ballungsraums Neapel und ist selbst dicht besiedelt: In der „roten Zone“ der Campi Flegrei, dem von Italiens Zivilschutz als am höchsten gefährdet eingestuften Gebiet bei einem möglichen Vulkanausbruch, leben nach aktuellen Einschätzungen etwa 500 000 Menschen. Seit 20 Jahren hebt sich der Boden der Caldera – zunächst langsam, dann immer schneller. Die Bodenhebung wird von Tausenden Erdbeben jedes Jahr begleitet. Ein aktueller wissenschaftlicher Artikel, veröffentlicht im renommierten Fachjournal Scientific Reports (Nature), liefert nun wichtige neue Erkenntnisse über die Dynamik der vulkanischen Unruhe – insbesondere über den Zusammenhang zwischen der Bodenhebung und der Häufigkeit von Erdbeben.




Bei den Campi Flegrei handelt es sich um einen großen Calderavulkan, der sich durch eine beeindruckende geologische Geschichte auszeichnet. Seit den 1950er Jahren kommt es immer wieder zu Phasen von Bodenhebung, bei denen sich der Boden im Zentrum der Caldera um mehrere Meter hebt. Diese Bodenhebung wird von tausenden schwacher bis mäßig starker Erdbeben begleitet, die als Erdbebenschwärme auftreten. Solche Prozesse können Vorboten für größere Vulkanausbrüche sein und sind daher von großem Interesse für Wissenschaft und Bevölkerung.

Die Ursache für die Bodenhebung liegt tief unter der Erdoberfläche verborgen: Magma und heiße Fluide sammeln sich in Reservoiren in der Erdkruste an. Diese Zunahme von Material und starke Entgasungen aus dem Magma üben Druck auf die darüber liegende Erdkruste aus, wodurch sich der Boden langsam hebt. Gleichzeitig verändern sich durch das Einpressen der Magmen oder Fluide die Spannungsverhältnisse im Gestein, was häufig Erdbeben auslöst.

Neue Erkenntnisse aus der Studie

Die nun veröffentlichte Studie analysiert Daten aus den letzten 20 Jahren und zeigt, dass der Zusammenhang zwischen Bodenhebung und Erdbeben nicht einfach linear verläuft. Stattdessen sind die Erdbeben Teil einer komplexen „epidemischen“ Kettenreaktion: Ein Erdbeben kann weitere auslösen, doch dieser Prozess wird durch die Bodenhebung und strukturelle Grenzen im Gestein begrenzt. Das Team konnte mathematisch beschreiben, wie die Häufigkeit der Erdbeben mit der Bodenhebung zusammenhängt – nämlich nicht unendlich steigend, sondern mit einem abnehmenden Effekt, je mehr sich der Boden hebt.

Die Analyse zeigte: Mit zunehmender Bodenhebung nimmt die Effizienz ab, mit der zusätzliche Deformationen neue Erdbeben auslösen können. Dies führt zu einem Sättigungseffekt – die Häufigkeit der Erdbeben steigt also nicht unendlich weiter, sondern flacht relativ zur Zunahme der Bodenhebung ab. Mathematisch bedeutet das, dass die Zunahme der Erdbebenrate eine doppelt exponentielle Funktion der Bodenhebung ist, aber mit einem negativen Parameter, der den abnehmenden Zuwachs beschreibt.

Bedeutet das weniger Erdbeben vor einem Ausbruch?

Das Modell heißt nicht, dass vor einem möglichen Ausbruch keine Zunahme von Erdbeben oder Bodenhebung stattfindet. Vielmehr zeigt es, dass die Beziehung komplex ist: Eine Beschleunigung der Bodenhebung kann weiterhin auftreten – das wurde an zwei Phasen unterschiedlicher Wachstumsraten beobachtet.

Die Erdbebenhäufigkeit steigt zwar zu Beginn der Bodenhebung an, aber der Effekt, dass ein Beben weitere Beben auslöst, wird durch zunehmende Verformung immer stärker begrenzt. Dies könnte durch Veränderungen im Gestein (z. B. plastische Deformation, Versiegelung von Bruchflächen) verursacht werden.

Es ist also möglich, dass sich vor einem größeren Ereignis oder Ausbruch die Bebenrate nicht mehr stark erhöht, obwohl sich der Boden weiter hebt – was eine einfache Interpretation der seismischen Aktivität erschwert und sich negativ auf das Frühwarnsystem vor einem möglicherweise bevorstehenden Vulkanausbruch auswirken könnte.

Kurz gesagt: Eine steigende Bodenhebung geht meist mit mehr Erdbeben einher, aber die Erdbebenhäufigkeit wächst nicht immer proportional oder exponentiell mit. Dieses Verhalten muss bei der Überwachung und Gefährdungsabschätzung berücksichtigt werden, um Fehleinschätzungen zu vermeiden.

Dieser Befund hat wichtige Konsequenzen für die Vulkanüberwachung: Erdbeben allein geben nicht immer eine lineare Vorhersage der Bodenhebung oder eines möglichen Ausbruchs. Vielmehr ist das Zusammenspiel beider Prozesse entscheidend.

Quelle: Godano, C., Convertito, V., Tramelli, A., et al. (2025). Interplay between ground deformation and seismicity during the 2005–2025 unrest at Campi Flegrei. Scientific Reports, 15, Article 43238. https://doi.org/10.1038/s41598-025-27259-4. Lizenz der CC

Jerk revolutioniert Vulkanausbruchsvorhersage am Piton Fournaise

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Lava schießt aus einer Tube amm Pion de la Fournaise. © Marc Szeglat

Neue Methode könnte Vulkanfrühwarnsysteme revolutionieren – Forscher entwickeln „Jerk“ zur frühzeitigen Erkennung von Eruptionen

Ein internationales Forschungsteam hat eine vielversprechende neue Methode vorgestellt, um bevorstehende Vulkaneruptionen frühzeitig und in Echtzeit zu erkennen. Die Studie „Jerk, a promising tool for early warning of volcanic eruptions“ wurde am 17. Dezember 2025 in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Die Herausforderung, bevorstehende Vulkanausbrüche zuverlässig vorherzusagen, ist nach wie vor groß und gelingt oft nur bedingt. Trotz moderner Überwachungssysteme liefern viele Signale nur unklare Vorwarnungen und Vulkanologen wissen meistens, ob ein Vulkan zur Eruption bereit ist, können den genauen Zeitpunkt einer bevorstehenden Eruption meistens nicht genau vorhersagen. Die neu entwickelte Methode namens „Jerk“ soll dieses Problem lösen. Sie setzt auf die Detektion extrem subtiler Bewegungen im Untergrund, die entstehen, wenn Magma durch Gesteinsformationen drückt und dabei Brüche erzeugt. Diese Bewegungen zeigen sich als sehr niederfrequente Signale in Bodenbewegung und Neigung, die nur wenige Nanometer pro Sekunde³ betragen. In der Physik bezieht sich der Begriff „Jerk“ auf die zeitliche Ableitung der Beschleunigung und beschreibt wie schnell sich eine Beschleunigung ändert.

Ein entscheidender Vorteil von Jerk ist, dass es mit nur einem einzigen breitbandigen Seismometer funktioniert, was die Anwendung an schlecht überwachten Vulkanen vereinfacht. Mit speziellen Datenverarbeitungsalgorithmen kann das System diese schwachen Signale in Echtzeit erkennen. Die Forscher haben die Methode am gut überwachten Piton de la Fournaise auf der Insel La Réunion getestet, wo sie als automatisches Modul in das bestehende WebObs-Überwachungssystem integriert wurde.

Die Ergebnisse sind vielversprechend: Von den 24 Eruptionen zwischen 2014 und 2023 wurden 92 % korrekt im Vorfeld erkannt, wobei die Warnzeiten zwischen wenigen Minuten und bis zu 8,5 Stunden lagen, bevor das Magma die Oberfläche erreichte.

Die Studie betont zudem, dass Jerk nicht nur Eruptionen vorhersagen kann, sondern auch magmatische „Intrusionen“ erkennt, bei denen Magma aufsteigt, ohne die Oberfläche zu erreichen. Solche Intrusionen gehen in der Regel einer Eruption voran und stellen ein wertvolles Signal für Vulkanologen dar. So gab das System auch eine Warnung bei der Intrusion vom 5. Dezember 2025 aus. Das registrierte Signal war sehr klein und betrug 0.1 nm/s3.

Während Piton de la Fournaise bereits gut überwacht ist, könnte diese Methode insbesondere für schlecht instrumentierte Vulkane weltweit ein einfacher und effektiver Frühwarnindikator werden. Zukünftige Arbeiten sollen die Anwendung von Jerk auf andere aktive Vulkane prüfen und weiter optimieren. So soll das System im nächsten Jahr am Ätna eingesetzt werden.

Quellen: Beauducel et al. Jerk, a promising tool for early warning of volcanic eruptions, Nature Communications, 17 Dezember 2025.
Nature & Institut de Physique du Globe de Paris DOI: 10.1038/s41467-025-66256-z & Hintergrundartikel zur Jerk-Methode.ipgp.fr

Katla: Studie weist Eruption silikatreicher Lava nach

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Neue Studie liefert Hinweise auf bislang unbekannte Ausbrüche der Katla – wichtige Erkenntnisse für die Gegenwart

Eine neue geowissenschaftliche Untersuchung zeigt, dass der isländische Vulkan Katla, der noch heute unter dem Gletscher Mýrdalsjökull verborgen liegt, am Ende der letzten Eiszeit deutlich aktiver war als bisher angenommen. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Reykjavik konnten an zwei Nunataks (Felseninseln im Eis) am Rand des Mýrdalsjökull erstmals silikatreiche vulkanische Ablagerungen in Form von Rhyolith nachweisen. Diese könnten die Quelle der berühmten Vedde-Ascheschicht sein, die in weiten Teilen Nordeuropas und des Nordatlantiks vorkommt und als wichtiges stratigraphisches Leithorizont gilt. Ein Zusammenhang mit Katla wurde lange vermutet, doch direkte Belege fehlten bislang.

Der Katla zählt zu den mächtigsten aktiven Zentralvulkanen Islands. Er besteht überwiegend aus Basalt, eruptierte aber oft explosiv und liegt nahezu vollständig unter dem Eis des Mýrdalsjökull. Gerade diese Kombination aus heißem Magma und massivem Gletscher macht ihn potenziell gefährlich: Schmelzwasser kann bei einem Ausbruch explosive Eruptionen verstärken und katastrophale Gletscherläufe (Jökulhlaups) auslösen, die große Teile der Südküste bedrohen. Historische Ausbrüche haben gezeigt, wie rasch solche Flutwellen ganze Landstriche verwüsten können.

Die neuen Erkenntnisse in Bezug auf die Eruption silikatreicher Laven sind aus mehreren Gründen bedeutsam: Zum einen belegen sie, dass die Magmenentwicklung der Katla komplexer als bisher angenommen ist und dass explosive Eruptionen nicht ausschließlich unter Einfluss von Schmelzwasser zustande kamen, sondern direkt durch zähflüssige rhyolithische Schmelze ausgelöst wurden. Zum anderen datiert die Studie diese Ablagerungen mit Hilfe der Argon-Argon-Methode auf etwa 12.000 Jahre. Damit fallen die Eruptionen genau in die Phase des raschen Gletscherschwunds am Ende der letzten Eiszeit. Das stützt die Hypothese, dass eine abnehmende Eismasse den Druck auf die Erdkruste reduziert und dadurch vulkanische Aktivität begünstigen kann.

Warum wurden diese wichtigen Proben erst jetzt entdeckt? Viele der Ablagerungen lagen jahrtausendelang unter hunderten Metern dickem Eis. Erst die aktuell beschleunigte Gletscherschmelze und der damit einhergehende Rückzug des Mýrdalsjökull haben die nun beprobten Aufschlüsse freigelegt. Zudem waren die exponierten Nunataks Enta und Klakksfjöl früher schwer zugänglich; erst heutige Logistik, präzise Kartierungstechnik und gezielte Forschungskampagnen ermöglichten systematische Untersuchungen.

Die Studie erweitert damit nicht nur das Bild der vulkanischen Vergangenheit Islands, sondern liefert auch Hinweise darauf, wie Klimaänderungen und Vulkanismus zusammenwirken – ein Thema, das für die Zukunft des Katla aktueller ist denn je.

Quelle: Cole, R. P., Gudmundsson, M. T., Jicha, B. R., Gallagher, C. R., Högnadóttir, Þ., Guðmundsdóttir, E. R., Óskarsson, B. V., White, J. D. L. & Larsen, G. (2025). Proximal products of ~12 ka silicic explosive–effusive eruptions at Katla volcano: implications for volcano–glacier interactions and paleoenvironment. Bulletin of Volcanology, 87, 117.
https://doi.org/10.1007/s00445-025-01912-2 – Lizenz: Open Access unter Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Erdbebenforschung: Fernwirkung von Erdbeben nachgewiesen

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Erdbeben lösen Erdbeben aus: Fernwirkung starker Beben kann lokale Spannungen und Erschütterungen in Deutschland verursachen

Eine aktuelle wissenschaftliche Studie aus Deutschland untersucht, wie entfernte, starke Erdbeben lokale Spannungsänderungen und damit verbundene Erdbeben in der Niederrheinischen Bucht (NRE) auslösen können. Dieses Phänomen, bei dem seismische Wellen großer Erdbeben selbst weit entfernte Verwerfungen kurzfristig aktivieren, wird als „dynamische Fernauslösung“ bezeichnet.

Die Studie analysierte 23 bedeutende Erdbeben weltweit, deren seismische Wellen im Raum Weisweiler (NRW) messbare Bodenbewegungen verursachten. Die Magnituden dieser Beben reichten von 5,4 bis 9,1, die Entfernungen vom Epizentrum lagen zwischen 50 und über 12.000 Kilometern. Dabei konnten kurzfristige Spannungsänderungen von bis zu 26 Kilopascal festgestellt werden – ausreichend, um empfindliche Verwerfungen in Bewegung zu bringen.

Besonders deutlich zeigte sich die Wirkung bei vier starken Erdbeben: dem Roermond-Beben 1992 in den Niederlanden, dem Alaska-Beben 2021, dem Kahramanmaraş-Beben 2023 in der Türkei und dem Kamtschatka-Beben 2025 in Russland. Nach diesen Ereignissen stieg die Erdbebenaktivität in der Niederrheinischen Bucht signifikant an. So löste das Roermond-Beben zahlreiche Nachbeben im Umfeld der Verwerfungen Feldbiss und Sandgewand aus.

Interessanterweise zeigte nicht jedes große Erdbeben eine solche Wirkung: In 19 von 23 Fällen blieben messbare Veränderungen aus. Dies verdeutlicht, wie komplex die Auslösebedingungen sind und dass die lokale Anfälligkeit von Faktoren wie der Ausrichtung der Verwerfung, dem Spannungszustand und den geologischen Gegebenheiten abhängt.

Die Forscher betonen, dass keine einfache Spannungsschwelle für die Auslösung existiert, sondern vielmehr eine Kombination aus linearen und nichtlinearen Prozessen verantwortlich ist. Dennoch können bereits dynamische Spannungsspitzen ab etwa 1,4 Kilopascal Erdbeben auslösen.

Die Erkenntnisse sind insbesondere für industrielle Betriebe in der Region wichtig, um das seismische Risiko besser einzuschätzen und potenzielle Schäden durch plötzliche Verwerfungsbewegungen zu minimieren.

Aktuelle Beobachtungen zur Erdbebenfernwirkung

Laacher-See-Vulkan. © EMSC

Tatsächlich lassen sich solche Fernwirkungen von Erdbeben auch im aktuellen Tagesgeschehen beobachten: Kurz nach Veröffentlichung der Studie ereignete sich am Laacher-See-Vulkan, der Unweit des Studiengebiets liegt, ein bislang einmaliger Erdbebenschwarm am Westufer nahe des Klosters Maria Laach. Dieses Ereignis sorgte für mediale Aufregung, da befürchtet wurde, es könnte ein Anzeichen für eine bevorstehende Eruption sein. Unbeachtet blieb jedoch, dass rund 2 Stunden und 40 Minuten vor dem Erdbebenschwarm ein starkes Erdbeben der Magnitude 7,4 bei den Philippinen stattfand. Die Erdbebenwellen hatten somit ausreichend Zeit, Deutschland zu erreichen und möglicherweise das Schwarmbeben am Laacher-See-Vulkan auszulösen, wo es aber bestimmt vor dem Ereignis schon Spannungen infolge von Fluidaufstieg gegeben hat.

Zwar stellt die zeitliche Korrelation keinen wissenschaftlichen Beweis für einen direkten Zusammenhang dar, doch kann dieser auch nicht ausgeschlossen werden. Während ich diese Zeilen schreibe, beobachten wir eine vergleichsweise hohe seismische Aktivität in Deutschland und den angrenzenden Ländern, unter anderem in der französischen Vulkanregion der Auvergne. Vorausgegangen waren zwei starke Erdbeben in Japan mit den Magnituden 7,4 und 6,7, die innerhalb von drei Tagen stattfanden. Das sind gute Gründe, die Studie erneut in Erinnerung zu rufen, auch wenn ich bereits im September darüber berichtet habe.

Quellenangabe Studie: Heinicke, J., Wassermann, J., Weber, M., & Fäh, D. (2023). Using remote-dynamic earthquake triggering as a stress meter: Identifying potentially susceptible faults in the Lower Rhine Embayment near Weisweiler, Germany. Geophysical Journal International, 244(1), 292–312. doi.org/10.1093/gji/ggaf412, Lizenz der CC

Einsatz künstlicher Intelligenz am Stromboli

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Künstliche Intelligenz hört dem Vulkan zu: Wie maschinelles Lernen die Überwachung des Stromboli revolutioniert

Vulkane sprechen – allerdings in einer Sprache, die nur wenige verstehen. Tiefe, langsame Erschütterungen, sogenannte Very-Long-Period-Signale (VLP), entstehen, wenn große Gasblasen im Magma aufsteigen und im Förderschlot eines Vulkans zerplatzen. Diese Signale gelten als wertvolle Hinweise auf das innere „Atmen“ eines Vulkans und können Vorboten gefährlicher Aktivitätsphasen sein. Doch ihre Auswertung ist aufwendig, zeitintensiv und bislang stark von menschlicher Expertise abhängig. Eine neue INGV-Studie, veröffentlicht in Scientific Reports, zeigt nun, wie künstliche Intelligenz diese Aufgabe übernehmen und die Vulkanüberwachung entscheidend verbessern kann.

Messstationen

Im Zentrum der Untersuchung steht der italienische Dauerbrenner Stromboli. Der Inselvulkan im Tyrrhenischen Meer nördlich von Sizilien ist einer der aktivsten und am besten überwachten Vulkane der Welt. Mit seiner nahezu permanenten Aktivität produziert er im Durchschnitt fünf bis zwölf VLP-Ereignisse pro Stunde und eignet sich damit ideal als natürliches Labor. Die Forschenden entwickelten ein automatisiertes System, das seismische Daten nahezu in Echtzeit analysiert und VLP-Signale selbst in starkem Hintergrundrauschen zuverlässig erkennt.

Der Ansatz kombiniert klassische seismologische Parameter mit modernen Methoden des maschinellen Lernens. Analysiert werden unter anderem die Amplituden der drei Bewegungsrichtungen seismischer Wellen, ihre Polarisation sowie ihr spektraler Inhalt. Auf dieser Basis lernt der Algorithmus selbstständig, welche Signalmerkmale typisch für VLP-Ereignisse sind und passt seine Erkennungsschwellen automatisch an. Das Ziel: möglichst viele relevante Signale erfassen, ohne von Fehlalarmen überflutet zu werden.

Wie gut das funktioniert, zeigt der Vergleich mit einem von Geowissenschaftlern manuell erstellten Referenzkatalog. Über einen Zeitraum von mehr als 15 Jahren (2009–2024) reproduziert das automatische System die langfristigen Trends der VLP-Aktivität auf Stromboli nahezu deckungsgleich. Besonders aufschlussreich ist der Blick auf den Ausbruch von 2014: Bereits Monate vor Beginn der effusiven Phase registrierte der Algorithmus einen deutlichen Anstieg der VLP-Ereignisrate. Ein Muster, das auch aus früheren Beobachtungen bekannt ist.

Die Bedeutung dieser Ergebnisse reicht über den Stromboli hinaus. VLP-Signale stehen im Zusammenhang mit Gastransport im Untergrund, der wiederum entscheidend für das Ausbruchsverhalten eines Vulkans ist. Ein automatisches, zuverlässiges System zur Erfassung dieser Signale könnte daher wertvolle Zeit verschaffen, um auf gefährliche Entwicklungen zu reagieren. Gerade an Vulkanen mit offenem Fördersystem, an denen sich Aktivitätsänderungen schnell vollziehen können, ist das ein großer Vorteil.

Die Studienautoren betonen jedoch, dass künstliche Intelligenz die Arbeit von Seismologen nicht ersetzen soll. Vielmehr versteht sich das System als unterstützendes Werkzeug, das große Datenmengen kontinuierlich auswertet und Fachleute auf auffällige Veränderungen aufmerksam macht. Gleichzeitig entsteht mit dem automatisch generierten VLP-Katalog eine umfangreiche Datenbasis, die künftig auch für weitere KI-Modelle genutzt werden kann.

Die Studie markiert damit einen wichtigen Schritt hin zu einer moderneren, stärker automatisierten Vulkanüberwachung – und zeigt, dass Maschinen inzwischen gelernt haben, den leisen, tiefen Stimmen der Vulkane zuzuhören.

Quellen: Di Stefano, R., et al. (2025): A near real-time framework for monitoring very-long-period signals at volcanoes. Scientific Reports, Nature Portfolio. DOI: 10.1038/s41598-025-25636-7 (Lizenz der CC) & Pressetext INGV