Gunung Agung mit nicht-harmonischen Tremor

13.11.2017

Am Vulkan in Bali wurden 79 schwache Erdbeben aufgezeichnet. Dazu kamen 3 Phasen mit nicht-harmonsichen Tremor. Das meiste Magma scheint derzeit in einer Tiefe von 4 km festzustecken.

12.11.2017

Gestern wurden am Gunung Agung auf Bali 66 Erdbeben registriert, zudem 6 Phasen mit nicht-harmonischen Tremor. Das ist schon eine relativ hohe Anzahl und ein Indiz dafür, wie aktiv das Magma unter dem Vulkan ist. Heute sind auf dem Seismogramm auch wieder Tremorphasen zu erkennen.

Popocatepetl eruptierte 3 Mal

Gestern war der Vulkan in Mexiko Schauplatz von 3 explosiven Eruptionen. Vulkanasche stieg 3000 m über den Krater auf und Tephra deckte die Vulkanflanken ein. Die Eruptionen folgten am Morgen in relativ kurzen Abständen. Zwischen den Explosionen wurde eine Dampfwolke gefördert. Zudem verzeichneten die Vulkanologen über 400 Asche-Dampf-Exhalationen. Nachts sieht man einen rot illuminierten Nachthimmel über den Krater. Sehr wahrscheinlich wächst ein neuer Lavadom.

Erdbeben am Ätna

Am Vulkan auf Sizilien gab es in den letzten Stunden 2 Erdbeben. Eines lag in nur 1 km Tiefe etwas nördlich des Zentralkraters und hatte die Magnitude 2,2. Das stärkere Beben brachte es auf Mw 3,5 und lag einige Kilometer westlich des Vulkans.

Gunung Agung: wie könnte es weitergehen?

Seit fast 2 Monaten hält der Gunung Agung die Vulkanwelt in Atem. Zunächst standen die Zeichen auf Sturm: durch den schnellen Anstieg von Seismik und Inflation wurde vorzeitig roter Alarm ausgelöst und ein baldiger Vulkanausbruch vorausgesagt. Doch wieder einmal müssen sich die Vulkanologen eingestehen, dass es sehr schwierig ist exakte Prognosen zu stellen. Trotz aller Fortschritte in der Vulkanologie kann man nur sagen, dass der Vulkan sich auf eine Eruption vorbereitet, aber nicht, ob und wann der Feuerberg tatsächlich eruptieren wird. Zu viele Variablen beeinflussen das Geschehen und unser Wissen über die tatsächlichen Vorgänge im Vulkan sind lückenhaft. Viele Annahmen basieren auf Indizien und daraus entwickelten Modellen. Unser Blick in das Erdinnere erfolgt durch die undurchsichtigen Fenster der Messinstrumente. Doch so viel lässt sich sagen: Magma ist in das Gestein unter dem Vulkan eingedrungen und sammelt sich dort an. Sehr wahrscheinlich ist der Magmanachschub noch nicht ganz zum Erliegen gekommen. Die Treibende Kraft hinter dem Magmaaufstieg war der isostatische Druckausgleich: das geschmolzene Gestein ist weniger Dicht (und somit leichter) als das umgebene Festgestein. Daher steigt es wie eine Luftblase in einem Wasserbecken auf. Ab einer gewissen Tiefe (oft sammelt sich das Magma in 5-8 km Tiefe an) reicht dieser Dichteunterschied allerdings nicht mehr aus, um gegen den Widerstand des festen Gesteins weiter aufzusteigen. Ab dann wird zusätzlicher Gasdruck benötigt, der vom Magma selbst geliefert wird. Wie hoch dieser Gasdruck sein muss hängt auch vom Widerstand des umgebenen Gesteins ab. Dieser scheint im Falle des Gunung Agung recht hoch zu sein. Ein weiterer Faktor ist, wie viel Gas durch Fumarolen und Gesteinsporen entweicht. Doch was passiert nun mit dem Magma im Berg? Kann es noch eruptieren und wie lange besteht die Gefahr eines Ausbruchs? Eine einfache Antwort auf diese Fragen gibt es nicht, wohl aber mehrere Szenarien:

  1. Das Magma kühlt langsam ab und erstarrt, ohne dass es zu einer Eruption kommt.
  2. Es strömt weiteres Magma nach bis der Druck so groß ist, dass es eruptiert.
  3. Das Magma entwickelt sich weiter und es kommt später zu einer Eruption.

Wie eine mögliche Eruption aussehen könnte, hängt nicht nur von der Menge des Magmas ab, sondern auch von ihrem Chemismus.  Im Falle von Subduktionszonen-Vulkane ist das primär aufsteigende Magma bereits relativ zähflüssig und reich an flüchtigen Fluiden (Wasser, Gas). In den seltensten Fällen handelt es sich um ein basaltisches Magma. Im günstigsten Fall ist es ein andesitischer Basalt, oder ein Andesit. Letzteres wurde bisher meistens bei den Ausbrüchen des Gunung Agung gefördert. Andesitische Schmelze hat eine mittlere Zähigkeit (Viskosität) und kann als zähflüssige Lavaströme, oder aber auch rein explosiv gefördert werden. Während die Schmelze nun in relativ geringer Tiefe unter dem Berg festsitzt und langsam abkühlt, entstehen feste Minerale, die die Viskosität und Zusammensetzung des verbleibenden Magmas verändern. Der Vulkanologe nennt diesen Reifevorgang magmatische Differentiation. Dabei werden auch weitere Fluide freigesetzt, die für eine Erhöhung des Druckes im Untergrund sorgen können. Dieser Prozess kann Jahrzehnte in Anspruch nehmen, da das Magma im Untergrund gut isoliert ist und nur sehr langsam abkühlt. Am Ende der magmatischen Differentiation steht ein extrem zähes rhyolithisches Magma. Diese Magma-Art enthält viel Gas, da es nur schlecht aus der Restschmelze entweichen kann. Wenn das Gas entweicht, dann erfolgt es meistens explosiv, entsprechend verheerend sind die resultierenden Eruptionen. Rhyolith kann auch effuisv gefördert werden und neigt dann dazu einen Lavadom zu bilden, der den Krater ausfüllt und den Förderschlot verstopft. Erreicht der Dom eine kritische Größe kann er kollabieren, was eine kaskadenartige Reaktion hervorruft. Es entsteht eine hoch aufsteigende Aschewolke und pyroklastische Ströme.

So ein Hergang kann in seinem katastrophalen Verlauf praktisch nur noch durch eine andere Möglichkeit getoppt werden: Nach einiger Zeit steigt frisches Magma aus großer Tiefe auf und vermischt sich mit der rhyolithischen Schmelze. Diese Magma-Mischungsprozesse gehen für gewöhnlich mit sehr starken Eruptionen einher, die nicht selten dazu führen, dass der obere Bereich des Vulkans weggesprengt wird. Ein Beispiel hierfür ist die Krakatau-Eruption von 1883. Doch dies ist ein relativ unwahrscheinliches worst case Szenario.

Shiveluch: Vulkanasche driftet bis Alaska

Am 7. und 8. November gab es am Vulkan Shiveluch auf Kamtschatka 2 großer Eruptionen bei denen Vulkanasche bis zu 8,5 km hoch aufstieg. Bei einer dieser Eruptionen stand der Wind so, dass die Asche bis nach Alaska verfrachtet wurde. Die Eruptionen standen sehr wahrscheinlich im Zusammenhang mit partiellen Domkollaps und der Generierung pyroklastischer Ströme.

Gunung Agung mit zunehmender Seismik

Nach dem mittelschweren Erdbeben, welches sich an der Nordküste Balis manifestierte, nahm die Seismik unter dem Gunung Agung wieder zu. VSI führt für gestern 126 Erschütterungen auf, sowie 1 Phase mit nicht-harmonischen Tremor.

Suwanose-jima mit 2 Eruptionen

Der japanische Inselvulkan eruptierte heute 2 Mal. Vulkanasche stieg mehrere Hundert Meter hoch auf. Der Vulkan zählt zu den aktivsten Feuerbergen des Landes. Seine Eruptionen sind meistens vergleichsweise schwach.

Bali: Erdbeben Mw 4,9

Gestern Abend um 21.54 Uhr UCT wurde Bali von einem mittelstarken Erdbeben der Magnitude 4,9 erschüttert. Das Hypozentrum lag in 30 km Tiefe (EMSC) an der Nordküste beim Ort Kubu. Es folgten Nachbeben, das Stärkste hatte die Magnitude 3,7 und lag in 10 km Tiefe. Der geladene Vulkan Gunung Agung liegt nur wenige Kilometer südlich des Hypozentrums. Ob ein direkter Zusammenhang zwischen Vulkan und Erdbeben besteht ist fraglich, allerdings könnte sich das Beben auf den Vulkan auswirken und weiteres Magma mobilisieren. Vor dem Erdbeben war die Seismik am Vulkan niedrig. Jetzt sind auf dem Seismogramm wieder mehrere schwache Beben zu erkennen, wobei diese Erschütterungen Nachbeben sein könnten die nicht vom Vulkan stammen.

Ambae: explosive Ascheeruptionen

Der Inselvulkan Ambae in Vanuatu ist seit einigen Tagen wieder aktiver. Er produziert frequente Ascheeruptionen die über 1000 m hoch aufsteigen. Ort des Geschehens ist eine kleine Vulkaninsel im Kratersee Nouri. Der Schlackenkegel, aus dem die Insel besteht, wächst deutlich. Am Wochenende wurde auf MIROVA eine stark erhöhte thermische Strahlung angezeigt, die vom Ambae ausging. Laut den Örtlichen Vulkanologen besteht keine Gefahr für die Inselbewohner. Diese wurden zu Beginn der eruptiven Phase im letzten Monat evakuiert, es ist unklar, ob sie inzwischen zurück kehren durften.

Seismik am Gunung Agung weiter rückläufig

In den letzten Tagen ist die Erdbebentätigkeit am Vulkan auf Bali weiter zurück gegangen. Im Schnitt werden täglich zwischen 30 und 40 Erdbeben registriert. Der nicht-harmonische Tremor bleibt weiterhin aus. Die Gefahr einer kurzfristigen Eruption nimmt weiter ab. Mittelfristig betrachtet könnte es dennoch zu einem Ausbruch kommen.

Vatnajökull: baldiger Gletscherlauf wird befürchtet

Auf Island tut sich einiges unter dem größten Gletscher Europas, dem Vatnajökull. Die Konduktivität des Gletscherflusses Jökulsá á fjöllum ist deutlich erhöht, zudem ist das Wasser durch vulkanische Sedimente sehr dunkel gefärbt. Normalerweise sind dies Anzeichen für einen bevorstehenden Gletscherlauf: Schmelzwasser ergießt sich in einer Sturzflut über die Sanderebene, durch die auch die Ringstraße verläuft. Häufig geht solchen Gletscherläufen eine subglaziale Eruption voran. Schmelzwasser kann aber auch durch eine gesteigerte hydrothermale Aktivität unter dem Gletscher entstehen. Der Vatnajökull bedeckt einige der imposantesten Vulkane Islands, darunter Bardarbunga, Grimsvötn und Öræfajökull. Letzterer zeigt in den letzten Tagen seismische Unruhe.

Tremor und der Schrei des Vulkans

Vulkanische Erdbeben und Tremor sind wichtige Indizien für einen bevorstehenden Vulkanausbruch. Bei den meisten explosiv eruptierenden Vulkanen wurde harmonischer Tremor registriert und auch bei effusiven Eruptionen ist er nicht selten. Meistens setzt der Tremor einige Stunden vor einer Eruption ein und hält auch während dieser an. Eine Abnahme des Tremor ist meisten ein Hinweis darauf, dass die Eruption langsam zu einem Ende kommt. Wie Tremor entsteht ist nicht zu 100% geklärt, doch es gibt Modelle die mit hoher Wahrscheinlichkeit zutreffend sind.

Wie langperiodische Erdbeben, so schwingt auch der harmonische Tremor üblicher Weise in einer Frequenz zwischen 1-5 Hz. Ein harmonisches Tremorsignal im Seismogramm wird als irregulär sinusoidal beschrieben. Es ähnelt also mehr oder weniger einer Sinuskurve. Auf dem Seismogramm erhält man ein gleichförmiges Signal ohne einzelne Höhepunkte und ohne Unterscheidung in S und P-Wellen. Das Signal hält mehrere Minuten, oft sogar Stunden, oder Tage an. Es wurde auch schon Tremor registriert, der mehrere Wochen, oder Monate anhielt.

Entstehung von harmonischen Tremor

Harmonischer Tremor wird durch Druck-Fluktuationen von entgasenden Magma hervorgerufen, was in den Medien auch schon als „Magma-Wackeln“ bezeichnet wurde: durch entweichende Gasblasen beginnt das zähflüssige Magma zu Wackeln und zu Schwingen, während es durch das Fördersystem des Vulkans aufsteigt. Dieses lässt sich am Besten mit einem Topf voll kochendem Haferschleim vergleichen. Die brodelnden Gasblasen versetzten den Schleim in Schwingung, was sich auf den Topf überträgt. Wir hören ein dumpfes Brodeln. Genauso kann auch der vulkanische Tremor Infraschall hervorrufen, den wir mit bloßem Ohr normalerweise nicht hören können. Die Betonung liegt auf normalerweise, denn mir ist in der Nähe aktiver Förderschlote bereits öfters ein dumpfes Grollen am Rande der Wahrnehmbarkeit zu Ohr gekommen, welches ich mit dem spürbaren Tremor assoziierte. In der Tat kann die Frequenz eines Tremors bis zu 30 Hz betragen, wenn der Vulkan unmittelbar (Sekunden) vor einer Explosion steht.

Wissenschaftler des AVO untersuchten an mehreren Vulkanen harmonischen Tremor. Vielen Feuerbergen scheint eigens zu sein, dass der Tremor mit niedrigen Frequenzen (0,5-2 Hz) beginnt, welche sich unmittelbar vor einer Eruption bis auf 20 Hz (und sogar darüber hinaus) steigern.

Infraschall und der Schrei des Vulkans

Mit Hilfe eines einfachen technischen Tricks konnten die AVO-Wissenschaftler um Alicia Hotovec-Ellis den, vom Tremor erzeugten, Infraschall für Menschen hörbar machen: sie beschleunigten Aufnahmen des Infraschalls 60-fach (10 Sekunden Audio entsprechen 10 Minuten Tremor) und schon konnten sie den „Schrei des Vulkans“ hören. Je höher der Schrei wird, desto weniger Zeit bleibt bis zur Explosion:

 

Die amerikanischen Wissenschaftler fanden zudem heraus, dass am Vulkan Redoubt in Alaska, nicht nur die Tremorfrequenz ansteigt, je näher eine explosive Eruption rückt, sondern dass dort der Tremor unmittelbar vor einer Explosion ganz aussetzt, der Schrei abrupt verstummt:

 

Nicht-harmonischer (spasmodic) Tremor

Neben dem harmonischen Tremor gibt es noch eine größere Bandbreite von Tremorsignalen, die in einer höheren Frequenz schwingen, als es für harmonischen Tremor typisch ist. Das führt uns zu nicht-harmonischen Tremor, der im englischen Sprachgebrauch als spasmodic tremor bezeichnet wird. Hier liegen die Frequenzen normalerweise über 5 Hz. Wird spasmodic tremor registriert, erfolgen einzelne langperiodische Erdbeben so schnell hintereinander, dass das nächste Erdbeben erfolgt, noch bevor die Schwingungen des vorangegangenen Bebens ausgeklungen sind. Es können sogar S und P-Wellen registriert werden. Bei einem harmonischen Tremor können keine einzelnen Erdbeben mehr voneinander unterschieden werden. Nicht-harmonischer Tremor ist sehr wahrscheinlich noch mit dem Brechen von Gestein assoziiert, während sich die Fluide (Magma und Gas) einen Weg nach oben bahnen.

Eine weitere Sonderform des Tremors ist der gebänderte Tremor, der auf Neudeutsch banded tremor genannt wird. Dieser kommt überwiegend in einem Frequenzbereich zwischen 12 und 20 Hz vor und ist ein zyklisch wiederkehrendes Signal mit gleichlangen Pausen, so dass auf dem Seismogramm ein Bandmuster entsteht. Gebänderter Tremor wurde 2008 und 2009 am Ätna auf Sizilien registriert und analysiert.




Quellen:
Steven R McNutt, Encycolpedia of Earth System Science, 1992
Alicia Hotovec-Ellis, University of Washington (Audio Quelle)
David Bercovici, Geowissenschaftler der Universität Yale

Fuego: Paroxysmus Nr. 11

Am Fuego in Guatemala gibt es einen weiteren Paroxysmus, es ist der 11. in diesem Jahr. Mirova zeichnete eine thermische Strahlung von 443 MW auf. Sie liegt damit deutlich unter den Höchstwerten anderer Paroxysmen. INSIVUMEH berichtet von frequenten Explosionen und zwei Lavaströmen die 1000 und 600 m lang sind. Pyroklastische Ströme hat es bisher scheinbar keine gegeben. Das Intervall zum letzten Paroxysmus ist wieder auf 5 Wochen angestiegen. Die LiveCams sind leider weiterhin offline.

Gunung Agung mit weiterer Abnahme des Seismik

Am Vulkan auf Bali wurden nur noch 59 Erdbeben aufgezeichnet. Seit mehreren Tagen fehlt der nicht-harmonische Tremor. Seine Registrierung kann allerdings auch durch Maschinen gestört sein, die Tagsüber für ein hohes Störsignal sorgen. Ein Leser schrieb mir, dass am Vulkan Schotter produziert wird und dort Steinbrecher betrieben werden. Die Vibrationen dieser Anlagen übertragen sich wie Erdbebenwellen durch den Boden und werden von den Geofonen aufgezeichnet.

Island mit auffallenden Seismikrückgang

In den letzten 24 Stunden wurden auf ganz Island nur 4 schwache Erdbeben registriert. Dass ist ein erstaunlich niedriger Wert, zumal in den letzten Wochen eine überaus starke Erdbebentätigkeit statt fand. Eine Störung des seismischen Messsystems wäre denkbar.

Lokon mit Warnung

Am Vulkan Lokon auf der indonesischen Insel Sulawesi wurde eine Sperrzone von 1,5 km um den Krater etabliert. Scheinbar wurde Tremor registriert. Lokon ist immer wieder sporadisch aktiv und produziert vulcanianische Eruptionen

Mauna Loa: Behörden wappnen sich für Ausbruch

In amerikanischen Medien kursiert ein neuer Artikel darüber, dass die Behörden auf Hawaii gut auf einen möglichen Ausbruch des größten Vulkans der Erde vorbereitet sind. In einer neuen geologischen Karte wurden gefährdete Gebiete besonders hervorgehoben. Pläne für Evakuierungen liegen vor. Es steht zwar noch kein Ausbruch unmittelbar bevor, doch seit einiger Zeit wird Inflation gemessen und der Vulkan bereitet sich auf einen Ausbruch vor.

Mayon mit steigender Aktivität

Am Mayon auf den Philippinen wird weiterhin eine Zunahme der Seismik beobachtet. In den letzten 2 Tagen ereigneten sich 95 schwache Erdbeben. Zudem wurden nun auch erhöhte Schwefeldioxid-Konzentrationen gemessen. Statt den üblichen 500 Tonnen am Tag wurden bei der letzten Messung 633 Tonnen registriert. Die Behörden befürchten einen weitere Zunahme der Aktivität.

Popocatepetl mit eruptiver Phase

Gestern trat der Popocatepetl in Mexiko in einer Phase mit erhöhter vulkanischer Aktivität ein. Der höchste Vulkan des Landes  erzeugte 3 explosive Ascheeruptionen. Geringe Mengen Asche regneten über einige Ortschaften ab. Zudem erzeugte El Popo 200 Dampfexhalationen die etwas Vulkanasche enthielten. Über mehrere Stunden stand eine hohe Dampfwolke am Himmel. Nachts ist Rotglut über den Krater sichtbar. Wahrscheinlich wächst ein neuer Lavadom im Krater. Rechts den seht ihr den aktuellen LiveStream.

Ätna mit weiterer Aufheizung

Neue Fotos vom Ätna offenbaren Rotglut in einem Förderschlot des Neuen Südostkraters. Auf einem aktuellen Sentinel-Foto sieht man ebenfalls eine leichte Zunahme thermischer Aktivität. Das Magma steht also relativ hoch im Fördersystem und es können jeder Zeit strombolianische Eruptionen einsetzen.

Neue Messstationen am Oraefajökull

Aufgrund der anhaltenden erhöhten Seismik am isländischen Gletschervulkan Oraefajökull, wurden nun neue seismische Messstationen installiert. Diese sollen die Auflösung des Seismik erhöhen und den Wissenschaftlern eine genauere Lokalisierung sehr schwacher Erdbeben ermöglichen. In den letzten 2 Jahren wurde eine leichte Inflation unter dem Vulkan registriert.

Suwanose-jima in Aktion

Seit einigen Tagen nimmt die Aktivität am japanischen Inselvulkan Suwanosejima zu. Heute eruptierte er 3 Mal. Vulkanasche stieg bis in einer Höhe von 2,7 km auf. Der Vulkan zählt zu den aktivsten Feuerbergen des japanischen Archipels.

Tonga Erdbeben Mw 6,8

Südlich von Samoa hat sich ein Seebeben der Magnitude 6,9 ereignet. Das Hypozentrum lag in 36 km Tiefe. Aufgrund der Tiefe wurde kein Tsunami-Alarm gegeben. das Beben war allerdings auf vielen Inseln des Archipels zu spüren. Erst vor kurzem folgte ein starkes Nachbeben der Magnitude 5,6.

Loyalty Islands mit weiteren Erdbeben

Ein weiteres Inselparadies des Pazifiks wurde von einer Serie starker Erdbeben erschüttert. Südwestlich der Loyalty-Inseln gab es zwei Erdbeben der Magnituden 5,6 und 5,5. Die Hypozentren lagen mit 8 und 2 km recht flach. Es gab Nachbeben.

Gunung Agung ohne Tremor

Gestern ging die Seismik am Gunung Agung auf Bali weiter zurück. Es wurden auch keine Episoden mit nicht-harmonischen Tremor aufgezeichnet. Heute sieht das Seismogramm noch ruhiger aus als gestern. Der Magma-Nachschub aus der Tiefe scheint zum erliegen zu kommen.