Droht Island eine Eruptionsserie?

Isländischer Geoforscher befürchtet Ausbruchserie auf Island – Vulkane außerhalb der Reykjaneshalbinsel könnten aktiv werden

Während die Erdbebentätigkeit auf der isländischen Reykajneshalbinsel gestern hoch war und der Boden bei Svartsengi weiterhin ansteigt, gab der bekannte isländische Vulkanologe Thorvaldur Þórðarson ein neues Interview gegenüber isländischen Medien. Der Vulkanologe fordert, dass man sich auf der Reykjaneshalbinsel auf alle möglichen Arten von Vulkanausbrüchen vorbereiten sollte und sieht auch die Gefahr, dass andere Vulkansysteme jenseits von Reykjanes bald aktiv werden könnten. Als Grund nennt er, dass InSAR-Aufnahmen multiple Bodenhebungen auf ganz Island anzeigen würden, wobei eine der signifikantesten Hebungen im Bereich des Vatnajökulls auszumachen sei. Besonders dort könnte es aber noch einen anderen Grund für die Bodenhebung geben: Aufgrund des Masseverlustes des Gletschers, bedingt durch die Eisschmelze des Klimawandels, könnte der Boden aufsteigen. Dieser Effekt ist in weiten Teilen Skandinaviens zu beobachten und wird noch durch das Verschwinden der Gletscher der letzten Eiszeit hervorgerufen.

Thorvaldur Þórðarson glaubt allerdings nicht an dieses Szenario für die Landhebung, sondern geht davon aus, dass der isländische Mantelplume aktiver geworden ist und vermehrt Schmelze aufsteigen lässt. Man nimmt an, dass das Zentrum des Mantelplumes unter dem Grimsvötn liegt, der sich seinerseits unter dem Nordwesten des Vatnajökulls befindet. Allerdings zeigt die Bodenhebung am Grimsvötn aktuell wieder leicht abfallende Tendenzen an. An der benachbarten Askja wird hingegen ein positiver Bodenhebungstrend beobachtet. Der Mantelplume könnte auch wenigstens teilweise für die Eruptionen auf Reykjanes verantwortlich sein: neuen Modellen zufolge soll der Mantelplume, der direkt aus dem Erdmantel aufsteigt, weit verzweigt sein und seine Finger bis unter dem Südwesten Islands ausstrecken.

Die Hypothese wird durch die Analyse von Lavaproben gestützt, die von den jüngsten Eruptionen auf Reykjanes stammten. Diese Lava soll stark an Lavaströmen erinnern, die bei früheren Eruptionen an Askja und Grimsvötn austraten.

Der Vulkanologe sieht eine große Gefahr für weitere Eruptionen auf Reykjanes, insbesondere natürlich im Svartsengisystem, wo viele Forscher für diese Woche eine neue Eruption prognostizierten. Er hält es aber nach wie vor für möglich, dass auch andere Spaltensysteme der Halbinsel aktiv werden. Eine Gefahr sieht er auch darin, dass die Hauptverbindungsstraße zwischen dem Flughafen Keflavik und der Hauptstadt Reykjavik von einem Lavastrom unterbrochen werden könnte. Mit dieser Einschätzung steht er offenbar nicht alleine da, denn Bergþóra Þorkelsdóttir, Direktorin der isländischen Straßenverwaltung, sagte in einem anderen Interview, dass man derzeit die Möglichkeiten prüft, den Verkehr vom und zum Flughafen über andere Verkehrswege umzuleiten. Sollte die Reykjanesbraut -so der Name der Verbindungsstraße- von Lavaströme verschüttet werden.

Wie schnell die Isländer eine von Lava verschüttete Straße wiederherstellen können, zeigte das Beispiel des Grindavikvegurs, der bei der letzten Eruption verschüttet wurde und seit über einer Woche wieder befahrbar ist.

Vulkaneifel: Neues vom Mantelplume

Die Vulkaneifel im mittleren Westen Deutschlands beherbergt ein Vulkanfeld, das von vielen Vulkanologen als aktiv eingestuft wird. Der letzte Ausbruch ereignete sich hier vor gut 10.900 Jahren und hat damit die Marke um 900 Jahre überschritten, ab der ein Vulkan als erloschen gilt. Doch neuere Studien zeigen, dass Vulkane auch nach einer viel längeren Ruheperiode wieder ausbrechen können.

Lange Zeit rätselten Vulkanologen darüber, wie der Vulkanismus der Eifel zustande kam. 2 Theorien wurden aufgestellt: Die Vulkane befinden sich auf der Schulter einer divergenten Störungszone. Dieses Rift wird durch den Verlauf des Flusses Rhein markiert. Der Vulkanismus könnte also tektonisch bedingt sein. Doch häufig entstehen Vulkane inmitten einer Kontinentalplatte durch Mantelplume, die auch gerne als Hotspots bezeichnet werden. So ein Hotspot wurde auch für die Eifel postuliert und mittels seismischer Tomografie nachgewiesen. Doch damit wusste man noch nicht, ob dieser Hotspot tatsächlich noch aktiv ist. Nun hat eine neue Studie gezeigt, dass sich der Boden im Bereich der Vulkaneifel anhebt und die Hebung ein viel größeres Gebiet umfasst, als man bisher vermutet hätte. Nicht nur das Gebiet um die beiden Vulkanfelder der Eifel wird angehoben, sondern noch ein Stück des Rheinischen Schiefergebirges.

Ein Wissenschaftsteam um Corné Kreemer von der Universität in Nevada, untersuchte Millionen GPS-Daten Europas, die innerhalb von 20 Jahren gesammelt wurden, um etwaige Bodendeformationen auf die Spur zu kommen. Tatsächlich entdeckten die Forscher im Bereich der Eifel nicht nur eine vertikale Bodenanhebung, sondern auch eine Zone horizontaler Dehnung, die von einem radialen Muster der Verkürzung umgeben ist. Dieses Gebiet ist deutlich größer als die Vulkaneifel. Korrigiert man die Hebungsraten des Bodens um den Wert des isostatischen Anstiegs, der immer noch durch die Eisschmelze der letzten Eiszeit verursacht wird, so kommt man auf eine Hebungsrate von etwa 1 mm pro Jahr. Die Wissenschaftler bezeichnen die Hebungsrate als bemerkenswert und gehen davon aus, dass sie von den Auftriebskräften des Mantelplumes verursacht werden. Solche Auftriebskräfte in einem Gesteinskörper kann es nur geben, wenn die Gesteine weniger dicht als das umgebende Gestein ist, was bei einem Plume der Fall ist, wenn zumindest ein Teil des Gesteins als Schmelze vorliegt. Diese Schlussfolgerungen legen nahe, dass die Vulkane der Eifel eines Tages wieder aktiv werden könnten. Allerdings gibt es keine Anzeichen für einen unmittelbar bevorstehenden Vulkanausbruch.

(Quelle: https://doi.org/10.1093/gji/ggaa227)

Neues Modell des Yellowstone Mantelplume

 

Yellowstone Mantelplume
Yellowstone Mantelplume

Forscher der Universität von Kalifornien entwickelten mit Hilfe der seismischen Tomografie ein neues Computermodell des Mantelplume unter dem Yellowstone Vulkan. Das Forscherteam um Mathias Obrebski wertete dafür die Signale von unzähligen Seismometern aus, die in den letzten Jahren im Westen der USA installiert wurden. Bei der seismischen Tomografie wird der Umstand zunutze gemacht, dass sich Erdbebenwellen in verschiedenen Medien unterschiedlich schnell ausbreiten. Lokale Unterschiede im Gestein der Erdkruste verursachen so eine Differenz zwischen tatsächlicher und erwarteter Laufzeit von Erdbebenwellen. Da heiße Gesteine eine geringere Dichte haben, als kälteres Gestein ändert sich auch hier die Laufzeit der Erdbebenwellen. Im heißen Gestein verringert sich die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen und es entsteht eine sogenannte „low-velocity-zone“. Umgekehrt nimmt die Geschwindigkeit der Erdbebenwellen in kälterem Gestein zu und es entsteht eine „high-velocity-zone“.
Mit diesen Laufzeitunterschieden und einem dichten Netzwerk von Seismometern wurden nun zahlreiche Erdbebenwellen aus unterschiedlichen Richtungen detektiert werden und Obrebski berechnete ein dreidimensionales Bild des Mantelplumes unter dem Yellowstone. Darüber hinaus wurde auch eine Interaktion zwischen der Subduktionszone vor der Westküste der USA und dem Mantelplume feststellen. Dieser durchstieß die in den Erdmantel abtauchende Juan de Fuca Platte und fragmentierte diese. Einige der Plattenfragmente wurden durch den aufsteigenden Mantelplume abgelenkt. Das Model zeigt sogar eine große Lücke in der subduzierten Platte unter Oregon.
Die Interaktion zwischen Mantelplume und subduzierte Platte könnte einige besondere geophysikalische Effekte der Cascaden-Subduktionszone erklären, die den Wissenschaftlern bisher Rätsel aufgaben. Zudem erklärt sie die verdrehte Struktur des Mantelplumes, die ein wenig an den Windungen eines Korkenziehers erinnert.
Eine weitere –und bisher von den Wissenschaftlern nicht diskutierte Möglichkeit- wäre die chemische Interaktion zwischen der basaltischen Schmelze eines Mantelplumes und Magma das durch partielles Schmelzen subduzierter ozeanischer Kruste entsteht. Letztere ist reich an Wasser und Kieselsäure und wird von Vulkanen explosiv gefördert, während die basaltische Schmelze eines Mantelplumes überwiegend geringexplosiv gefördert wird. Die hochexplosiven Phasen des Yellowstone-Vulkans förderten große Mengen ryholithische Lava, die im Verhältnis 1:10 aus einem basaltischen Magma hervorgehen kann, indem dieses über lange Zeiträume in der Magmakammer umgewandelt wird. Eventuell wurde dieser Prozess durch die Interaktion der subduzierten Platte mit dem Mantelplume verstärkt.
Eine weiter Hypothese ist, das besagte Interaktion zum Ausbruch der Columbia River Basalte führte.