Neue Studie zur Erhitzung des Grundwasserleiters der Campi Flegrei – Magmatisch bedingt
Heute wurde vom INGV mitgeteilt, dass eine neue Studie veröffentlicht wurde, die im Rahmen einer Kooperation des INGV mit dem Institut für Geowissenschaften und Georessourcen des Nationalen Forschungsrats in Pisa und der Firma Steam srl, die auf geothermische Anlagen spezialisiert ist, entstanden ist. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Solid Earth veröffentlicht und beschäftigt sich mit den magmatischen Gasen der Fumarolen im Bereich der Solfatara und Pisciarelli.
Mit Hilfe von Gasanalysen und anderen geowissenschaftlichen Daten gelang es, ein Modell des magmatisch-hydrothermalen Systems der Solfatara zu entwickeln und einen Erklärungsansatz, warum sich das Wasser eines Grundwasserleiters in 2,7 bis 4,0 Kilometern Tiefe erhitzt, was letztendlich zum Druckaufbau des Systems führt.
Die Forscher analysierten Daten von 4 Jahrzehnten, die mithilfe speziell entwickelter Geothermometer und Geobarometer erfasst wurden. Mit den Instrumenten wurden Temperatur und Druck von drei Grundwasserleitern in unterschiedlichen Tiefen der Phlegräischen Felder gemessen. Die dabei gewonnenen Daten wurden mit geowissenschaftlichen Informationen aus Oberflächenuntersuchungen und geothermischen Explorationsbohrungen aus den 1970er- und 1980er-Jahren verglichen, die bis in Tiefen von rund drei Kilometern reichten.
Die Ergebnisse bestätigen, dass die Erwärmung und Druckzunahme im Grundwasserleiter die direkte Ursache der aktuellen Bodenhebung sind. Diese Prozesse werden durch die magmatische Entgasung gesteuert, was bereits durch Schwankungen der Schwefelisotope in den fumarolischen Fluiden der Solfatara nachgewiesen wurde. Einen Nachweis von Magma in Tiefen oberhalb von 4 Kilometern erbrachte auch diese Studie nicht. Dennoch ist klar, dass es in größerer Tiefe eine Magmenakkumulation gibt.
Bei steigendem Druck im Grundwasserleiter besteht das Risiko hydrothermaler oder phreatischer Explosionen, wie wir sie im Juli 2024 im Biscuit-Basin des Yellowstone-Nationalparks sahen. Diese könnten durch die Verdampfung von Wasser und die plötzliche Ausdehnung des Dampfes ausgelöst werden und zum Aufbrechen des überlagernden Gesteins führen. Solche phreatischen Eruptionen entstehen, ohne dass es zu einem direkten Kontakt von Magma mit Grundwasser kommt. Es reicht eine starke Hitzequelle in der Tiefe, die das Gestein überhitzt und Wasser explosionsartig ausdehnen lässt, wenn es mit diesen heißen Gesteinen in Verbindung kommt.
Laut der Gefahreneinschätzung der Studienautoren könnte eine hydrothermale Explosion die Bildung heißer Schlammströme und Geröllmassen verursachen, die sich rasch ausbreiten und entlang der Geländevertiefungen bis zur Küste vordringen – ein Szenario, das in der Vergangenheit bereits dokumentiert wurde. Voraussetzung ist das Überschreiten der mechanischen Widerstandsfähigkeit der Deckgesteine, deren Festigkeit durch die zunehmende seismische Aktivität in der Region weiter abnimmt.
Die Autoren betonen, dass es sehr schwierig ist phreatische Eruptionen oder hydrothermale Explosionen vorherzusagen. Die Gefahr wächst, je länger die aktuelle Krise anhält. (Quelle: cnr.it)