Vulkanologie: Neues aus Wissenschaft und Forschung

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

Campi Flegrei: Neues Modell zu aktuellen Vorgängen

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Staat: Italien | Koordinaten: 40.826, 14.138 | Eruption: Fumarolisch

Der süditalienische Caldera-Vulkan Campi Flegrei steht häufig in den News, da sich der Boden seit einigen Jahren hebt, was viele schwache Erdbeben verursacht. Es besteht die Sorge, dass sich der Vulkan auf eine Eruption vorbereiten könnte. Daher wird die Aktivität des Vulkans genaustens beobachtet. Geowissenschaftler der verschiedensten Disziplinen forschen am Vulkan und fühlen ihm den Puls.

Aktueller Status der Campi Flegrei

Alleine in der Woche vom 28. Februar bis zum 6. März 2022, wurden von den Sensoren des INGVs 33 schwache Erdbeben registriert. Die stärkste Magnitude lag im Bereich um M 0.9. Die Bodenhebung belief sich auf 13 mm im Monat. Ein deutlicher Anstieg gegenüber der Hebungsperiode bis zum November 2021. Seit 2011 hob sich der Boden stellenweise um bis zu 86,5 cm Darüber hinaus gab es konstante Dampfemissionen. Die Gastemperatur an der Pisciarelli-Fumarole belief sich auf 95 Grad Celsius.

Sichtbare Auswirkungen der Bodenhebung

In den letzten Wochen wurden die Veränderungen am Vulkan immer stärker sichtbar und beschränkten sich nicht nur auf die Messwerte der Vulkanologen. Am ausgeprägtesten sind die Veränderungen im Bereich des Hafens von Pozzuoli, wo Teile des Hafenbeckens nun bei Ebbe auf dem Trockenen liegen. Außerdem kommt es gelegentlich zu stärkeren Erschütterungen, die von den Anwohnern gespürt werden. All diese Symptome beunruhigen die Anwohner der Caldera immer mehr.

Neue Forschungen zur Campi Flegrei

Die bislang jüngste Studie zum Vulkan, die unter Schirmherrschaft des INGVs im Rahmen des Projekts LOVE-CF durchgeführt wurde, kombinierte eine Reihe von Beobachtungen aus den Bereichen der Petrologie und Geochemie und erstellte damit numerische Simulationen zur Vulkandynamik. Die Studie kam zu dem Schluss, dass neues Tiefenmagma in ein flach liegendes Reservoire aufgestiegen ist. Es befindet sich in 8 km Tiefe, unter einer Deckschicht aus kristallinem Gestein. Dieses Gestein wurde geschwächt und es entstanden Risse, bei deren Bildung nicht nur Erdbeben ausgelöst wurden, sondern auch Gas aufsteigen konnte. Es kam zur Bodenhebung und zur Aufheizung des Hydrothermalsystems, was wiederum Erdbeben und Gasemissionen verursachte. (Quelle: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021JB023773)

Santorin: Neue Forschungen zur Minoischen Eruption

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Die Minoische Eruption stellte eine der größten Naturkatstrophen der Bronzezeit dar: die verheerende Eruption des Vulkans Thera auf Santorin machte nicht nur die Insel temporär unbewohnbar, sondern könnte vor 3500 Jahren sogar den Untergang der Minoischen Kultur eingeleitet haben: die Eruption löste Tsunamis aus, die gegen die Küsten der umliegenden Inseln brandeten und große Zerstörungen anrichteten. Die Wellen erreichten auf Kreta eine Höhe von bis zu 9 Metern. Die Vulkanasche verteilte sich im gesamten Mittelmeerraum und stellt einen wichtigen Zeitmarker dar, der zur Einordnung ägyptischer Dynastien verwendet wurde. Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass die Katastrophe noch größer war als bislang angenommen.

In einer interdisziplinären Grabungskampagne wurde nun nachgewiesen, dass die Tsunamis nicht nur die Küsten der umliegenden Inseln der Ägäis verwüsteten, sondern sogar die türkische Küste erreichten: bei Grabungen in Çeşme-Bağlararası entdeckte das internationale Team aus Geologen, Archäologen und anderen Forschern, nicht nur einen Schutt-Horizont der von Tsunamis verursacht wurde, sondern auch sterbliche Überreste.

Erste Todesopfer der Minoischen-Katastrophe entdeckt

Bei den Überresten handelt es sich um die Skelette von einem Mann und einem Hund. Sie wurden in den bronzezeitlichen Erdschichten der einstigen Hafenstadt entdeckt. Die Trümmerschichten zeugen von den 4 Tsunamis, die Teile der Siedlung überfluteten und eine Spur der Verwüstung hinterließen.

Die Ablagerungen eines Tsunamis unterscheiden sich von Sedimenten anderer Katastrophen durch ihre Fließtextur. Dabei besteht ein sogenannter Tsunamit überwiegend aus Brekzien mit eingelagerten Resten mariner Lebewesen wie Korallen und Muscheln. Die oft mehrere Meter mächtigen Tsunamite sind gegenüber anderen Sedimentschichten scharf abgegrenzt. Die nun entdeckten sterblichen Überreste in Çeşme-Bağlararası sind die ersten Zeugnisse dieser Art, die man im Tsunamit der Minoischen Eruption entdeckt hat. Zudem bestätigte eine Radiocarbon-Datierung das Alter der Gebeine auf ca. 3500 Jahre. Der Leiter der aktuellen Grabungen, Vasif Sahoglu von der Universität Ankara, erklärte: „Die Eruption des Thera in der späten Bronzezeit war eine der größten Naturkatastrophen in der Geschichte der Menschheit. Trotz der Stärke dieses Ereignisses wurden aber bisher noch nie Überreste von menschlichen Opfern dieser Katastrophe identifiziert, nicht einmal im besonders stark betroffenen Gebiet um Aktrotiri“. Die Wissenschaft geht davon aus, dass die Menschen rechtzeitig vor der Katastrophe flohen (z.B. weil sie von Erdbeben gewarnt wurden), oder dass die meisten Opfer in Vulkannähe, von den Pyroklastischen Strömen komplett verbrannt wurden. Davon unterscheidet sich die Thera-Eruption von jener in Pompeji: dort fand man zahlreiche Skelette. Der aktuelle Fund zeigt, dass sich offenbar doch nicht alle Menschen im weiteren Umfeld der Katastrophe in Sicherheit bringen konnten.

Nach der Katastrophe blieb das Gebiet für mindestens 100 Jahre unbewohnt, doch bevor die Menschen endgültig flüchteten, kamen einige zurück und suchten nach Wertgegenständen. Wahrscheinlich bargen sie auch die meisten Todesopfer. Davon zeugen Gruben im Tsunamit, die nachträglich von anderen Sedimenten aufgefüllt wurden. Dass Hund und Mann unentdeckt blieben, lag wahrscheinlich daran, dass sie von einer einstürzenden Mauer erschlagen wurden und mitten in den Trümmern lagen. Zudem wurden sie in 1 m Tiefe entdeckt; zu tief für die damaligen Notgrabungen.

(Quelle: PNAS,  doi: 10.1073/pnas.2114213118,  unter Lizenz der CC)

Campi Flegrei: Erdbeben und Regen

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Kaum ein anderer Vulkan der Welt wird so gut Beobachtet wie die Caldera Campi Flegrei (Phlegräischen Felder) bei Pozzuoli im Großraum Neapel. Der Calderavulkan steht im Verdacht ein „Supervulkan“ zu sein, der in der Lage ist explosive Eruptionen mit einem VEI 7 zu erzeugen. Dabei ist der Kessel des Vulkans besiedelt: Die Stadt Pozzuoli befindet sich praktisch im Vulkan und die Metropole Neapel grenzt direkt an dem unheimlichen Feuerberg. Dem nicht genug: der Untergrund der Caldera hebt und senkt sich in einem langperiodischen Mustern. Momentan befindet er sich in einer Hebungsphase: der Boden hat sich Stellenweise um bis zu 82 cm angehoben. Die Hebung findet seit 2011 statt. Bradyseismos nennt sich das Phänomen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass magmatische Fluide, in diesem Fall hydrothermales Tiefenwasser in flache Erdschichten eindringen und diese anheben. Umstritten ist, ob nicht zumindest ein Teil der Hebung auf Magma zurückgeht, dass sich unter einer stabilen Gesteinsschicht sammelt.

Erdbeben in der Campi Flegrei werden teilweise durch Regenwasser verursacht

Die Bodenbewegungen gehen oft mit Schwarmbeben einher, wobei schon früh vermutet wurde, dass zumindest ein Teil der Beben auf eine Interaktion von Regenwasser mit dem Hydrothermalwasser zurückzuführen sind. Dieser Sachverhalt wurde bereits von der Intuition des Abtes Giovanni Maria della Torre (1710-1782) erkannt und als Hypothese aufgestellt. Der König von Neapel, Ferdinand II. von Bourbon, gründete 1841 das Vesuv-Observatorium als meteorologisches Observatorium, um den Zusammenhang zwischen meteorologischen und vulkanischen Phänomenen zu untersuchen. Doch erst heute gelang es einer Studie den Einfluss des Regens auf die Bebentätigkeit der Campi Flegrei statistisch zu beweisen.

Die Studie der neapolitanischen Universität Federico II wurde unter Federführung von Nicola Scafetta und Adriano Mazzarella durchgeführt und bereits im Januar in der Zeitschrift „Water“ veröffentlicht.

Die Forschenden verglichen den Erdbeben-Katalog der seismischen Ereignisse der Jahre 2008 bis 2020 mit einem statistischen Modell, das aus den täglichen Niederschlagsmessungen des Meteorologischen Observatoriums der Universität Neapel abgeleitet wurde. Das so entstandene Modell zeigt, dass es besonders häufig zu Schwarmbeben kam, nachdem es ausgiebig geregnet hate. Das Regenwasser braucht bis zu 14 Tage um bis in einer Tiefe von 2500 m vorzudringen und dort mit dem über 100 Grad heißem Tiefenwasser des Hydrothermalsystems zu interagieren. Es werden Mikroexplosionen generiert, die die Beben verursachen. Es können Erschütterungen bis zu einer Magnitude von 3 entstehen. Aber nicht alle Erdbeben in der Campi Flegrei sind auf diesem Mechanismus zurückzuführen. So bleibt noch Raum für Spekulationen und weiteren Forschungsarbeiten.

Herculaneum: Grabungsstätte wird zum Freiluftlabor

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Bereits im September berichtete ich über den Fund eines Skelettes in Herculaneum. Nun wurde das Opfer des Vesuvausbruches offiziell der Presse vorgestellt. Während der Präsentation wurde mit der Schlussphase der Bergung des Skelettes begonnen. Dabei werden alle Methoden der modernen Grabungstechnik angewendet. Eine Weltpremiere ist dabei das multidisziplinäre Arbeiten vor Ort, so dass die Grabungsstätte zu einem Freiluftlabor wird.

Bei dem Skelett handelt sich um die Überreste eines Mannes, der zwischen 40 und 45 Jahre alt war. Die Knochen sind stark geschwärzt und weisen zahlreiche Frakturen auf. Seine Füße wurden abgetrennt. Der Mann wurde Opfer des Vesuv-Ausbruches im Jahre 79 und geriet in einen Pyroklastischen Strom. Die mehrere Hundert Grad heiße Glutwolke verdampfte sein Gewebe sofort und senkte auch die Knochen an, woher die Schwarzfärbung rührt. Der Mann befand sich auf der Flucht vor dem Vulkanausbruch und hatte fast die rettende Küste erreicht, als er von dem Pyroklastischen Strom erfasst wurde. Wahrscheinlich starb der Mann nicht am Fundort an der Küstenpromenade des alten Herculaneums, sondern befand sich noch etwas weiter von der Küste entfernt und wurde vom Pyroklastischen Strom mitgerissen und an seinem Fundort abgelagert. Vermutlich hoffte der Mann auf Rettung, indem er mit einem Boot in den Golf von Neapel fahren wollte.

Der aktuelle Fund wurde am 1. Dezember vorgestellt. Der Mann erhielt den Namen „der letzte Flüchtende“. Bei ihm wurde eine Umhängetasche gefunden, in der sich eine Holzschatulle befand. Es gibt auch hinweise auf Metallgegenstände und sogar Goldspuren sollen entdeckt worden sein.

Der Fund wurde in der Nähe der Bootshäuser gemacht, in denen bereits in den 1980iger Jahren gegraben wurde. Damals entdeckte man 330 Skelette in den Bootsschuppen. Die Menschen suchten dort vergeblich Schutz vor der Eruption.

Die aktuelle Grabungskampagne soll über 2 Jahre gehen. Die Fundstücke sollen im Jahr 2024 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Ziel ist es, den gesamten Küstenabschnitt freizulegen und die Bootsschuppen mit der Papyrus-Villa zu verbinden. Auf der 1400 Quadratmeter großen Grabungsfläche wird mit den modernsten Methoden gegraben. Mit Pumpen wird das Areal trockengelegt.

Das Skelett des Flüchtenden ist das erste, das mit den heutigen „revolutionären“ wissenschaftlichen Methoden außerhalb der Bootsschuppen untersucht wurde, teilte der archäologische Park von Herculaneum in einer Erklärung mit.

Francesco Sirano, der Direktor des archäologischen Parks sagte: „Dies ist eine moderne Ausgrabung und ein multidisziplinäres Freiluftlabor,  in dem jede Arbeitsphase systematisch dokumentiert wird“.

Das Skelett und die Erdmasse darunter werden nun in ein Labor gebracht, wo die Konservatoren ihre Analysen fortsetzen werden. Ob wir dann später das Originalskelett an seinem Fundort sehen werden, oder eine Kopie wurde noch nicht mitgeteilt.

Pflanzen geben Hinweise zu bevorstehenden Vulkanausbruch

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Dass vulkanische Gase Pflanzen absterben lassen klingt logisch und ist hinlänglich bekannt. Jetzt berichtet eine neue Studie allerdings vom umgekehrten Effekt und er könnte sogar dazu genutzt werden, um Vulkanausbrüche vorherzusagen. Der Geophysiker Nicolas Houlié geht in seiner Studie noch ein Stück weiter und untersucht, ob Pflanzen nicht sogar den Ort einer bevorstehenden Eruption anzeigen könnten.

Streifen intensiven Pflanzenwachstums vor einem Vulkanausbruch

Im Jahr 2001 wurde auf Satellitenfotos des Ätnas eine Reihe von Pinien aufgespürt, die besonders grüne Nadeln hatten, was auf eine gesteigerte Photosynthese hindeutete. Wanderer am Boden konnten hingegen keine Veränderungen feststellen. Die Bäume wuchsen in einem 30 m schmalen Streifen, der eine Länge von gut 2 km hatte. Doch das verstärkte Pflanzenwachstum war nur von kurzer Dauer: im Herbst 2002 öffnete sich entlang des Vegetationsstreifens eine Eruptionsspalte und die Bäume vergingen in einem Lavastrom. Recherchen der Forscher ergaben, dass das gleiche Phänomen bereits einige Monate vor anderen Eruptionen aufgespürt wurde, etwa 1973, als Aufnahmen aus dem alten Skylab-Labor einen Streifen verstärkter Vegetation zeigten, entlang dessen sich einige Monate später eine Eruptionsspalte geöffnet hatte. Weitere Auswertungen von Satellitenfotos ergaben, dass das Phänomen auch vor der Ätna-Eruption von 2001 auftrat. Ebenso an anderen Vulkanen, wie z.B. am Nyiragongo im Kongo, der ebenfalls im Jahr 2001 eruptierte. Vor dem Ausbruch verstärkte sich das Pflanzenwachstum entlang der künftigen Eruptionsspalte. Doch was verstärkte das Pflanzenwachstum? Um dem Rätsel auf die Spur zu kommen, wurden Holzproben von überlebenden Bäumen genommen, die in einem Radius von 150 m um die Spalten standen. Die Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass vulkanische Gase vermehrt Kohlenstoff an die Oberfläche transportierten, doch dass konnte anhand der Holzproben nicht nachgewiesen werden. Dafür stellte man eine geringere Konzentration an bestimmten Sauerstoffisotopen fest, was auf eine vermehrte Wasserzufuhr hindeutete. Sehr wahrscheinlich war es einfach der Wasserdampf, der mit den Gasen aufstieg und den Boden durchfeuchtete, wovon die Pflanzen profitierten.

Forscher entwickelten in den letzten Jahren weitere Methoden, um Hinweise aus der Natur zu interpretieren, mit denen Vulkanausbrüche vorhergesagt werden sollen. So rüstete man am Ätna Ziegen mit GPS Sendern aus, um aus ihren Bewegungsmustern auffälliges Verhalten abzuleiten, das auf einer bevorstehende Eruption hindeuten könnte. In der Vulkaneifel werden Ameisen beobachtet, ob sie ihre Ameisenhügel vermehrt dort bauen, wo Kohlendioxid aus dem Boden strömt. Einzeln für sich genommen, stellt keine der Methoden ein hinreichendes Kriterium für die Vorhersage einer Eruption dar, doch alle zusammen genommen, können den Wissenschaftler wichtige Hinweise liefern, ob sich am Vulkan ein Ausbruch zusammenbrauen könnte. (Quelle: https://doi.org/10.1029/2021EO210590)

Pompeji: Sklavenzimmer ausgegraben

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Die Grabungskampagne von Pompeji hat erneut einen spektakulären Fund zutage gebracht: das Zimmer einer Sklavenfamilie. Die Kammer war 16 Quadratmeter groß und wurde zudem als Lagerraum genutzt. Davon zeugen 8 Amphoren, die in einer Ecke des Raus untergebracht waren. Der hervorragend erhaltene Raum war mit drei Holzbetten ausgestattet. Zwei der Betten waren 1,7 Meter lang, während das dritte nur 1,4 Meter lang war, was darauf hindeutet, dass dort ein Kind geschlafen hatte. Darum geht man davon aus, dass hier eine Familie residierte.

Während über die Mächtigen und Reichen der Stadt relativ viel bekannt ist, führten die Sklaven bisher ein archäologisches Schattendasein. Dass könnte sich mit der neuen Entdeckung ein wenig ändern.

Villa lag außerhalb der Stadtmauer vom Pompeji

Das Sklavenzimmer gehört zu einer Villa in in Civita Giuliana. Die Ansiedlung befindet sich 700 m außerhalb der Stadtmauer Pompejis. Anfang des Jahres wurde hier bereits ein zeremonieller Pferdewagen entdeckt. Teile des Zuggeschirrs des Pferdewagens wurden in dem neu entdeckten Raum gefunden, zusammen mit Alltagsgegenständen wie Keramikkrügen und einen Nachttopf.

Auf den Betten entdeckten die Archäologen zudem eine Holztruhe mit Metall- und Stoffgegenständen, die zum Pferdegeschirr gehört haben könnten, während auf einem Bett eine Deichsel gefunden wurde.

Der deutsche Direktor Pompejis -Gabriel Zuchtriegel- bemerkte zu dem Fund: „Wir haben nicht damit gerechnet, so einen Raum vorzufinden. Dabei sind wir oft daran vorbeigegangen“.

Der Raum lag neben einem Stall, in dem 3 Skelette von Pferden ausgegraben worden waren. Diese hatten bereits 2018 für Furore gesorgt. So kristallisiert sich mehr und mehr ein stimmiges Gesamtbild der Villa heraus.

Das Leben endete hier abrupt, als im Jahr 79 n. Chr. der Vulkan Vesuv ausbrach. Pompeji, und die umgebenden Siedlungen, wurden unter einer bis zu 12 m mächtigen Schicht vulkanischer Ablagerungen begraben.

Herculaneum: Neuer Skelettfund

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Die antike römische Stadt Herculaneum liegt nicht nur im Schatten des Vesuvs, sondern auch im medialen Schatten von Pompeji. Anders als Pompeji, wird über Herculaneum wenig berichtet. Dieser Umstand wird sich nun ändern, da zum ersten Mal seit 25 Jahren eine neue Grabungskampagne gestartet wurde. Die Archäologen erforschen ein Gebiet nahe des ehemaligen Hafens der Stadt, der sich heute über 1 km von der Küste entfernt befindet. Unter den ersten Funden befindet sich das Skelett eines Mannes.

Das Opfer flüchtete zum Hafen von Herculaneum

Das Skelett stammte von einem Mann, dessen Alter auf 40-45 Jahre geschätzt wurde. Die Lage der Knochen deutet darauf hin, dass er in Richtung Hafen rannte, als er von einem Pyroklastischen Strom zu Boden geworfen wurde und verbrannte. Sein Schädel wurde teilweise von einem verkohlten Holzbalken zerquetscht. Seine Knochen weisen eine Rotfärbung auf, die vom Blut des Opfers herrühren soll. Ein Teil des Skelettes ist in einem Ignimbrit-Block eingeschlossen und soll nun an einem Stück geborgen werden, damit Skelett und Lavagestein in einem Labor untersucht werden können.

Stoff- und Metallreste von den Habseligkeiten des Mannes sind ebenfalls erhalten geblieben. Von ihnen hoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Herkunft des Mannes zu erhalten. Bisher gibt es 2 Szenarien: a) es kann sich um einen Bewohner Herculaneums handeln, der auf seiner Flucht vor dem Vulkanausbruch, kurz vor erreichen des rettenden Hafens getötet wurde. Szenario b) spekuliert darüber, ob es sich bei dem Mann um einen Retter handelte, der selbst zum Opfer wurde. In diesem Fall könnte er zur Mannschaft des Schiffes von Plinius dem Älteren gehört haben. Plinius selbst soll an den Folgen der Eruption umgekommen sein. Die Überlieferung besagt, dass er an giftigen Gasen erstickte. Dass es sich bei dem gefundenen Skelett um Plinius handelt, ist allerdings unwahrscheinlich.

Ätna: Magmenkörper erforscht

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Der Ätna ist der wohl aktivste Vulkan Europas und einer der Interessantesten. Lange Zeit rätselten Forscher über die Struktur des Magmenreservoirs und konnten über seine Beschaffenheit nur spekulieren. Neue Untersuchungsmethoden enträtselten ein Stück weit die Lage und Größe des Magmaspeichers und entdeckten gleich mehrere Zonen, in denen sich Magmen akkumulieren.

Entdeckung von Magmenkörpern mithilfe Seismischer Tomografie

Ein Forscherteam des INGVs untersuchte den Vulkan, mithilfe des Verfahrens der Seismischen Tomographie. Hierbei werteten sie Daten von Erdbeben aus, die sich zwischen Januar 2019 und Februar 2021 ereigneten. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen ist Abhängig von der Dichte des Gesteins, durch das sie sich bewegen. Anhand von Laufzeitunterschieden der Erdbebenwellen konnten unter dem Vulkan Zonen identifiziert werden, in denen sich die Erdbebenwellen langsamer ausbreiteten, als sie es üblicherweise tun. So ließen sich bis in einer Tiefe von 12 km mehrere Areale von geringerer Dichte identifizieren, die die Wissenschaftler für Magma-Ansammlungen halten. Jedes der Reservoire soll mindestens 4% eruptionsfähige Schmelze enthalten, genug, um den Vulkan über Jahre aktiv zu halten.

Der Erstautor der Studie, Pasquale De Gori erklärt in einer Pressemeldung des INGVs, dass „die  Seismische Tomografie häufig eingesetzt wird, um sowohl vulkanische Komplexe als auch tektonisch aktive Gebiete zu untersuchen. In unserer Studie haben wir die Schwankungen der seismischen Wellengeschwindigkeiten in den letzten Jahren berechnet, um das Vorhandensein von neuem Magma und die möglichen Volumina zu überprüfen. Dabei haben wir zwischen 4 und 9 km Tiefe eine sehr ausgedehnte Zone entdeckt und zwei andere Areale identifiziert, die flacher und kleiner sind und sich in der Nähe der Gipfelkrater befinden, wo die seismischen Wellen besonders langsam sind“.

Horizontale- und vertikale Profile durch den Vulkan. Die rosa Zonen markieren die Areale mit verringerter Wellengeschwindigkeit. © nature.com

Mehr als 11.000 Erdbeben am Ätna untersucht

Die Forscher untersuchten nicht nur die Seismizität der letzten 2 Jahre, sondern können auf einen sehr großen Datensatz der letzten zwei Jahrzehnte zurückgreifen: seit 2005 ereigneten sich mehr als 11.000 Beben mit Magnituden zwischen 1,0 und 4,8. Die Analyse dieses enormen Datensatzes zeigte, dass die Dynamik des Vulkans überwiegend durch intrusive Prozesse gesteuert wurde, die sich entlang der Störungszonen an der Südostflanke abspielten. Hinzu kam das Gleiten der Ostflanke, dass durch die Intrusionen periodisch beschleunigt wurde. Dadurch verringerte sich der Druck auf das Magma in den Förderschloten, wodurch Eruptionen ausgelöst wurden.

„Die Studie zeigt“, so der Forscher abschließend, „dass sich das tiefste Volumen, in dem die seismischen Wellen verlangsamt werden, am Rande eines Volumens befindet, das durch hohe P-Wellen-Geschwindigkeiten gekennzeichnet ist und den Teil des Magmas darstellt, der nicht ausgebrochen ist und sich nun verfestigt hat. Es ist die Spur der alten Aktivität des Ätna während seiner geologischen Entwicklung.
In unserer Studie stellen wir die Hypothese auf, dass das Magma, das aus den tiefsten Teilen der Kruste kommt, die tiefste Region mit niedriger P-Wellen-Geschwindigkeit erreicht. In diesem Volumen erzeugt das neue Magma einen Druckanstieg im System, der den Großteil der am Ätna beobachteten Seismizität in einer Tiefe zwischen 4 und 12 km auslöst. Das Magma steigt von den tiefsten zu den flacheren Volumina mit niedrigen Vp-Werten auf, was durch die Zunahme der seichten Seismizität dokumentiert wird und möglicherweise eruptive Episoden auslöst, wie es in den letzten Monaten der Fall war“. (Quellen: INGV/Nature)

Erdwärme lässt Eis der Antarktis schneller schmelzen

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Die Polarstern am Gletscher in der Pine Island Bucht. Foto: Thomas Ronge

Der polare Eisschild ist dabei abzuschmelzen und verursacht so einen erheblichen Meeresspiegelanstieg. Erst heute war wieder zu lesen, dass es erstmalig seit Beginn der Wetteraufzeichnung auf Grönland in Hochlagen geregnet hat. Ein weiteres Indiz für den rapiden Temperaturanstieg in der Arktis, der sehr wahrscheinlich anthropogenen Ursprungs ist. Aber auch in der Antarktis beschleunigt sich die Eisschmelze. Hier fanden Forscher heraus, dass ein Teil der Eisschmelze geothermalen Ursprungs ist. Die Gletscher Thwaites und Pope ziehen sich besonders schnell zurück. Um Modelle erstellen zu können, wie sich der Meeresspiegelanstieg in naher Zukunft gestalten wird, wurde nun eine Studie zum geothermalen Wärmefluss der Westantarktis durchgeführt. Die Studie der Forscher Ricarda Dziadek, Fausto Ferraccioli und Karsten Gohl basierte dabei auf einer Curie-Tiefenanalyse. Mittels geomagnetischen Untersuchungen wurde der geothermische Wärmeflusses im Amundsenmeer untersucht. Man kam zu dem Ergebnis, dass die Eisschmelze stark an die Dynamik der Lithosphäre gekoppelt ist.

Vulkane unter dem Eis der Antarktis

Erst vor 4 Jahren entdeckte man unter dem Westantarktischem Eisschild eines der größten Vulkangebiete der Erde: dort schlummern 138 Vulkane, von denen einige fast so hoch wie der Ätna sind. Der Vulkanismus ist mit einem kontinentalen Riftsystem assoziiert, ähnlich dem Ostafrikanischen Riftvalley. Nach der Entdeckung der Feuerberge, die mithilfe von Radarmessungen unter dem Eis aufgespürt worden waren, war unklar, ob wenigstens einige der Vulkane aktiv sind. Diese Frage lässt sich auch nach der neuen Studie nicht schlüssig beantworten.

Gletscher mit Fußbodenheizung

Die Erstautorin der Studie kommt zu dem Schluss, „dass dort, wo die Erdkruste nur 17 bis 25 Kilometer dick ist, geothermale Wärmeströme von bis zu 150 Milliwatt pro Quadratmeter auftreten. Das entspricht Werten, wie sie in Gebieten des Oberrheintalgrabens und des ostafrikanischen Grabenbruchs gemessen werden“, so die AWI-Geophysikerin Dr. Ricarda Dziadek. Beide Gebiete sind für ihre vulkanische Vergangenheit und Gegenwart bekannt.

Auch wenn die neue Studie keinen aktiven Vulkanismus unter dem Eis der Westantarktis nachweisen kann, so kann man nun genauere Modelle zum Abschmelzen der Gletscher und dem damit einhergehenden Meeresspiegelanstieg erstellen. Bisher geht die Prognose des Weltklimarates von einem Anstieg um 110 cm bis zum Ende des Jahrhunderts aus. Der Geologe Peter D. Ward prognostiziert einen Anstieg von 150 cm. Wir dürfen gespannt sein, ob neue Modelle auf einen noch stärkeren Meeresspiegelanstieg kommen werden. Die Frage, wie sich der Meeresspiegelanstieg auf Inselvulkane auswiken wird ist legitim. Einige Forscher vermutetn, dass der zusätzliche Wasserdurck eine erhöhte Eruptivität von Inselvulkanen bedingen wird.

Generell wird die Dramatik des globalen Meeresspiegel-Anstiegs unterschätzt. Er kommt einer eigenständigen Naturkatastrophe gleich, von der praktisch alle Küstenmetropolen betroffen sind. Während man davon ausgehen kann, dass man versuchen wird bedeutende Metropolen durch immer höhere Dämme und Wehranlagen zu schützen, dürften viele Inseln und unzählige Dörfer vom Globus verschwinden.

Gletscher mit Fußbodenheizung kenne ich aus Island. Praktisch unter jedem größeren Gletscher dort gibt es einen Zentralvulkan, der für eine erhöhte Geothermie verantwortlich ist. Aber auch unter kleineren Gletschern gibt es Fumarolen und heiße Quellen. (Quelle: nature.com)