Hawaii: Studie postuliert tiefen Magmenkörper

  • Eine neue Studie untersuchte die Magmenentstehung alter Laven auf Hawaii
  • Es wurde eine Lavaprobe gefunden, die aus einer frühen Bildungsphase des Kilaueas stammte
  • Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Magma in mehr als 90 km Tiefe entstanden sein muss
  • Dort gab es einen großen Magmenkörper

Neue Studie enträtselt frühe Magmenbildung auf Hawaii

Während der Kilauea weiterhin aktiv ist und einen Lavasee im Krater Halema’uma’u beherbergt, versuchen Wissenschaftler seine letzten Geheimnisse zu entschlüsseln. Eines dieser Geheimnisse betrifft die Herkunft der tholeiitischen Magmen, aus denen ein großer Teil der Hawaiianischen Vulkane besteht und in der frühen Bildungsphase der riesigen Schildvulkane eruptiert wurde. Bislang gingen viele Forscher davon aus, dass die Magmen durch partielles Schmelzen von festem Gestein im Grenzbereich Erdkruste-Asthenosphäre entstanden, doch es gibt Hinweise darauf, dass in der frühen Zeit des Vulkans ein anderer Prozess am Werk war: fraktionierte Kristallisation. Darauf deuten neue Analysen von Gesteinsproben hin, die an der submarinen Südostseite von Big Island Hawaii gefunden wurden.

Bei der fraktionierten Kristallisation handelt es sich um einen Prozess, bei dem während der Abkühlung eines Magmas die einzelnen Minerale nacheinander kristallisieren und physikalisch vom Magma getrennt werden. Die chemischen Substanzen der kristallisierten Mineralien werden der Schmelze entzogen, wodurch sich der Chemismus des Magmas ändert.

Bereits vor dem Fund der Proben stellten sich die Forscher die Frage, wie die riesigen Schildvulkane Hawaiis entstanden sein sollen. Die beiden bekannte Magmen-Reservoire, die unter dem Vulkan Kilauea entdeckt wurden und in vergleichsweise geringen Tiefen liegen, können nicht soviel Material bereitstellen, um eine so große Insel wie Big Island hervorzubringen. Daher vermutete man bereits vor der neuen Entdeckung, dass es einen wesentlich größeren Magmenkörper unter der Insel geben muss, von dem aus die Eruptionen gespeist werden. Die Energie bezieht der Magmenkörper aus der Hitze eines Mantelplumes. Dieser soll in der frühen Entstehungsphase Hawaiis große Mengen Schmelze zur Erdoberfläche gepumpt haben.

Die Gesteinsprobe aus dem Südosten der Insel stammt aus der Frühphase der Inselbildung, die vor ca. 280.000 Jahren begann. Vor gut 100.000 Jahren durchbrach die Vulkaninsel die Wasseroberfläche. Die Gesteinsprobe wurde vorher eruptiert. Sie enthält vulkanische Mineralien mit einem hohen Anteil an Elementen aus der Reihe der Seltenen Erden. Das Forscherteam um die australische Geologin Laura Miller von der Monash University, führte experimentelle Forschungen durch, bei denen Gesteine synthetisiert wurden, die den gleichen Chemismus wie die seltene Gesteinsprobe hatten. Die synthetischen Gesteine wurden bei Temperaturen von mehr als 1100 Grad Celsius und unter Drücken von mehr als 3 GPa geschmolzen, um dann zu beobachten, wie sich Kristalle aus der Schmelze bilden, wenn diese sich abkühlt und verringertem Druck ausgesetzt wird. Dabei kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass sich die Originalprobe nur unter Bedingung der fraktionierten Kristallisation von Granat gebildet haben kann. Im Erdinneren herrschen solche Bedingungen in einer Tiefe von 90-150 km. Laura Biller schloss daraus, dass sich in dieser Tiefe ein gigantischer Magmenkörper befunden haben muss, in dem die Schmelze entstand, aus der dann die vulkanische Gesteinsprobe wurde.

Die Autorin der Studie meint dazu, dass „dies die derzeitige Sichtweise in Frage stellt, dass die fraktionierte Kristallisation nur ein oberflächlicher Prozess ist, und legt nahe, dass die Entwicklung einer tiefen Magmakammer ein wichtiges frühes Stadium bei der Entstehung eines hawaiianischen Vulkans ist.“

Andere Vulkane in anderen Teilen der Welt, wie der Vesuv, weisen ebenfalls Kristallbildungszeiten auf, die darauf hindeuten, dass sich unter der Oberfläche „langlebige, tiefliegende“ Magmareservoirs verbergen. Doch die ursprüngliche Magmakammer des Kīlauea scheint viel tiefer zu liegen als die meisten anderen.

(Quelle: Nature)

Island-Erdbeben-News am 04. Juni

Datum: 03.06.22 | Zeit: 21:16:03 UTC | Lokation: 63.78 N ; 20.85 W | Tiefe: 1 km | Ml 4,2

Auf Island könnte sich ein Erdbeben der Magnitude 4,2 ereignet haben. Das EMSC zeigt das Epizentrum des Erdbebens an der Küste an. Demnach lag es 18 km südlich von Selfoss, einem Ort, der mir gut bekannt ist. Das Hypozentrum wurde in 1 km Tiefe lokalisiert. Trotzdem besteht eine recht große Unsicherheit, ob das Erdbeben tatsächlich so stark war. IMO berichtet über eine Fehlfunktion des automatischen Systems und zeigt noch kein grünes Sternchen an, obgleich der Erdstoß auch dort detektiert wurde. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Beben richtig aufgezeichnet wurde, liegt bei 59%. Demnach bedarf es noch einer manuellen Überarbeitung der Daten und ggf. einer Bestätigung. Die Tabelle unten zeigt die Originaldaten des EMSC. Was für eine Fehlfunktion spricht, ist, dass es keine Wahrnehmungsmeldungen gibt. ein Beben dieser Magnitude müsste im gesamten Süden der Insel zu spüren gewesen sein.

Update: Das Erdbeben konnte nicht bestätigt werden!

Vulkan Ätna und der Lavastrom am 4. Juni

Ascheeruption am NSEC. © Salvatore di Marco

Asche-Eruption am Ätna stoppte

Auf Sizilien ist der Ätna weiter aktiv und eruptiert einen Lavastrom. Bis gestern Abend wurde auch noch eine Aschewolke ausgestoßen, die aus einem Krater im Norden des Neuen Südostkraterkegels gefördert wurde. Während des Nachmittags ließ diese Aktivität aber nach und ist heute Morgen nicht mehr vorhanden. Die letzte Meldung des VAACs Toulouse stammt von 16:51 UCT. Zu diesem Zeitpunkt lief die Eruption aus und Asche wurde noch in 1500 m Höhe detektiert, also etwa auf halber Höhe des Vulkans. Offenbar war es so windig, dass die Eruptionswolke runtergedrückt wurde, oder es wurde die letzte abregnende Asche detektiert.

Ein schönes Video von Salvatore di Marco zeigt, dass bei dem Vulkanausbruch nicht nur Asche gefördert wurde, sondern auch rotglühende Tephra. Die Aufnahme wurde vom Rand des Nordostkraters aus aufgenommen.

Lavastrom bleibt aktiv

Heute Morgen bewegt sich der Tremor am unteren Rand des roten Bereichs und ist weiter rückläufig. Der Tremor ist ein Spiegel der eruptiven Tätigkeit, dementsprechend fließt heute morgen weniger Lava. Zwar bewegt sich die Front des Lavastroms noch auf dem 2100 m Höhenniveau, ist aber weniger breit gefächert als in den letzten Tagen. Trotzdem liefert der Lavastrom nahe seiner Quelle noch ein spektakuläres Bild.

Zugang zur Lava gesperrt

In unserer Vulkangruppe kam öfters die Frage auf, wie weit man sich offiziell der Lava nähern darf. Die Antwort lautet: gar nicht! Der gesamte Gipfelbereich vom Monte Pizzillo im Süden, bis zur oberen Seilbahnstation im Norden liegt in der Sperrzone, die in ruhigen Zeiten nur mit Bergführern betreten werden darf. In eruptiven Zeiten sind auch Führungen nicht erlaubt, besonders nicht, wenn der Vulkan explosiv tätig ist. Ausnahmen gelten lediglich für 2 kleine Inselbereiche: Im Süden dürfen Führungen bis zum Observatorium am Pizzo Deneri durchgeführt werden, im Norden darf man von der Seilbahnstation aus bis auf 2750 Höhenmeter aufsteigen. Auf der Website der Vulkanführer Nord findet ihr eine schöne Übersichtskarte. Als Grund für die Sperrung wird die Instabilität des Neuen Südostkraterkegels aufgeführt. Man fürchtet Kollaps-Ereignisse und die Entstehung Pyroklastischer Ströme. Diese Gefahren sind nicht neu, wurden früher aber verkannt.

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