Studie zeigt: Schmelzende Eisbedeckung könnte sich auf Aktivität der antarktischen Vulkane auswirken
In Zeiten immer stärker werdender Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosphäre machen sich Geowissenschaftler auch zunehmend Gedanken über mögliche Auswirkungen auf den Vulkanismus. Eine neue Studie, die im Fachjournal „Geochemistry, Geophysics, Geosystems“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass der Klimawandel langfristig gesehen auch den Vulkanismus der Antarktis beeinflussen könnte. Die Forschenden untersuchten mithilfe von Computermodellen, wie Magmakammern unter dem Westantarktischen Eisschild auf den fortschreitenden Eisverlust reagieren könnten. Zwar gibt es keine Hinweise auf unmittelbar bevorstehende Vulkanausbrüche jenseits des bereits aktiven Mount Erebus, doch die Arbeit zeigt einen geologischen Mechanismus auf, der über lange Zeiträume die Aktivität subglazialer Vulkane verstärken könnte.
Die Westantarktis gehört zu den vulkanisch aktivsten Regionen der Erde unter einer Eisdecke. Dort erstreckt sich das Westantarktische Rift-System, ein Dehnungsgebiet der Erdkruste, in dem mehr als 130 bekannte oder vermutete Vulkane liegen. Viele von ihnen sind vollständig von bis zu mehreren Kilometern mächtigem Eis bedeckt. Diese Eismassen üben einen enormen Druck auf den Untergrund und die darunter liegenden Magmakammern aus.
Genau dieser Druck steht im Mittelpunkt der neuen Studie. Die Wissenschaftler simulierten, wie sich Magmareservoire verhalten, wenn der Eisschild durch die globale Erwärmung allmählich dünner wird. Nimmt die Auflast des Eises ab, sinkt der Druck auf das Magma. Dadurch können sich Schmelze und darin gelöste Gase ausdehnen. Die Gasblasenbildung setzt früher ein, wodurch der Druck innerhalb der Magmakammer steigt. Unter bestimmten Bedingungen kann dies die Wahrscheinlichkeit von Eruptionen erhöhen oder dazu führen, dass bei einem Ausbruch größere Magmamengen gefördert werden.
Zu den wichtigsten Vulkanen der Westantaktis gehören:
Mount Erebus
- Der südlichste dauerhaft aktive Vulkan der Erde.
- Liegt allerdings nicht in der Westantarktis, sondern auf Ross Island am Übergang zur Ostantarktis.
- Bekannt für seinen seit Jahrzehnten bestehenden Lavasee.
Mount Sidley
- Mit 4.181 m der höchste Vulkan der Antarktis.
- Ein großer Schildvulkan mit einer Gipfelcaldera.
- Letzte Eruptionen liegen vermutlich im Pleistozän.
Mount Berlin
- Einer der geologisch aktivsten Vulkane Westantarktikas.
- Fumarolen mit Temperaturen von über 90 °C wurden gemessen.
- Ascheablagerungen belegen holozäne Eruptionen (innerhalb der letzten etwa 10.000 Jahre).
Hudson Mountains
- Vulkanfeld mit mehreren subglazialen Vulkanen.
- Hier ereignete sich vermutlich vor rund 2.200 Jahren eine subglaziale Eruption, deren Asche in Eisbohrkernen identifiziert wurde.
Allerdings schreiben die Autoren ausdrücklich, dass ihre Ergebnisse keine Vorhersage bevorstehender Eruptionen darstellen. Vielmehr handelt es sich um einen physikalischen Mechanismus, der sich erst über sehr lange Zeiträume bemerkbar macht. Selbst wenn der Westantarktische Eisschild in den kommenden Jahrhunderten deutlich an Masse verliert, würde die geologische Reaktion verzögert erfolgen. Die Modelle zeigen, dass sich Magmakammern über mehrere Jahrhunderte bis Jahrtausende an die veränderten Druckverhältnisse anpassen. Ein verstärkter Vulkanismus wäre daher frühestens in einigen hundert Jahren zu erwarten und könnte sich über viele tausend Jahre erstrecken.
Ein ähnlicher Zusammenhang ist bereits aus der Erdgeschichte bekannt. Nach dem Ende der letzten Eiszeit vor rund 12.000 Jahren nahm beispielsweise auf Island die Häufigkeit großer Vulkanausbrüche deutlich zu. Damals verschwand der mehrere hundert Meter mächtige Eisschild innerhalb weniger Jahrtausende. Durch die Entlastung des Untergrundes stieg nicht nur Magma leichter auf, sondern auch die Magmaproduktion im Erdmantel nahm zu.
Für die Antarktis liefert die neue Studie nun erstmals detaillierte Modellrechnungen, die diesen Zusammenhang für subglaziale Magmakammern beschreiben. Sollten sich die heutigen Klimaprognosen bestätigen und der Westantarktische Eisschild weiter schrumpfen, könnte der Eisverlust langfristig zu einer stärkeren vulkanischen Aktivität beitragen. Für die heutige Generation besteht allerdings kein erhöhtes Vulkanrisiko – die entscheidenden Prozesse laufen auf geologischen Zeitskalen ab und werden sich, wenn überhaupt, erst weit in der Zukunft bemerkbar machen. Die Zeitskalen, in denen sich geologische Prozesse abspielen, verdeutlicht ein weiterer nacheiszeitlicher Effekt: Mit dem Verschwinden der Eisbedeckung begann sich die skandinavische Landmasse langsam zu heben – ein Prozess, der heute noch nicht abgeschlossen ist.
Quelle: Coonin, A. N. et al. (2024): Magma Chamber Response to Ice Unloading: Applications to Volcanism in the West Antarctic Rift System. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25(12). DOI: 10.1029/2024GC011743.
























