Studie über Glasfaserkabel zur Vulkanüberwachung

Internationales Forscherteam benutzte Glasfaserkabel zur seismischen Vulkanüberwachung

Dass die Seismizität eines Vulkans ein wichtiges Instrument zu deren Überwachung ist und dass mit Hilfe vulkanisch-bedingter Erdbeben sogar Vulkanausbrüche vorhergesagt werden können, ist den meisten Lesern von Vulkane.net bekannt. Normalerweise werden hierfür Seismometer verwendet, die extra am Vulkan installiert werden müssen. Um dann noch eine räumliche Vorstellung über den Ort der Erdbeben in der Tiefe zu bekommen, bedarf es eines aufwendigen Netzwerks von Seismografen, dessen Installation, Pflege und Überwachung teuer ist. Mit einem genügend dichten seismischen Netzwerk kann man die Lage der Hypozentren genau lokalisieren und mit Hilfe von Computerprogrammen visualisieren. Daraus entwickelte sich in den letzten Jahren das Verfahren der seismischen Tomografie, mit dessen Hilfe man sogar die Lage von Magmenkörpern und Förderschloten darstellen kann.

Seit einigen Jahren probieren Wissenschaftler aus, bestehende Infrastruktur zur Erdbeben-Detektion zu benutzen. Gemeint sind hiermit Glasfaserkabel der Telekommunikation, die in der Lage sind, niederfrequente Erdbebenschwingungen zu registrieren. Zum ersten Mal las ich vor zwei Jahren davon, als man am Fagradalsfjall extra Glasfaserkabel vergrub um entsprechende Schwingungen zu registrieren. Ein internationales Forschungsprojekt mit Forschern des INGV, der Uni Catania und des GFZ-Potsdam testeten im vergangenen Februar die Nutzung des unterseeischen Glasfaser-Telekommunikationskabels im Bereich der sizilianischen Vulkaninsel Vulcano. Zur Anwendung kam eine neue Technologie, die DAS-(Distributed Acoustic Sensing) genannt wird. Auf einer Länge von 16 km wurden die Verspannungen und Dehnungen der Glasfasern gemessen, die aufgrund von Bodenbewegungen und Erschütterungen im Kabel entstanden. Die Verspannungen im Kabel äußern sich in einer geringen Längenänderung der Glasfaser. Diese wurde mit Hilfe eines Laser-Lichtimpulses gemessen, der durch einen freien Glasfaserstrang des Kabels gesendet wurde. Die Streuung des reflektierten Laserimpulses lässt Rückschlüsse auf die Längenänderung des Kabels zu. So entstand eine riesige Datenmenge, die mit Hilfe einer KI und neu entwickelter Algorithmen ausgewertet wurde.

Die Forscher um Gilda Currenti (INGV) und Philippe Jousset (GFZ) verglichen ihre Daten aus dem DAS-Gerät mir den Signalen der herkömmlichen Erdbebenüberwachung und extrahierten aus den Daten langperiodische Erdbeben, die den Meeresgrund um Vulcano erschütterten. Das Zustandekommen der langperiodischen Erdbeben wurde von den Forschern als Erdbebensignale interpretiert, die durch Fluidbewegungen in einem Hydrothermalsystem entstanden sind und mit Entgasungen am Meeresgrund einhergingen. Also finden im Bereich von Vulcano ähnliche Prozesse statt, wie wir sie von dem Calderavulkan Campi Flegrei herkennen.

Die Forscher planen ihre Methode an anderen Vulkanen auszuprobieren. Dazu später mehr. (Quelle: GFZ Potsdam)

Vulkan Semeru – News am 15.05.23

Staat: Indonesien | Koordinaten: -8.108, 112.92 | Aktivität: Dom

Kleiner pyroklastischer Dichtestrom am Semeru

Vorgestern ging vom Dom im Krater des Semeru ein kleiner pyroklastischer Dichtestrom ab, der indirekt bestätigt, dass das Domwachstum am Vulkan anhält. der Dichtestrom hatte eine Gleitstrecke von ca. 1000 m und floss über die Südflanke des Vulkans. Dort gibt es eine Scharte in der Kraterwand, durch die man den Lavadom sehen kann. Frequente Abgänge von Schuttlawinen und Dichteströmen erodierten eine Abflussrinne in die Flanke. Gelegentlich sind dort auch zähe Lavaströme unterwegs, die vom Dom ausgehen. Oft bilden sie einen zungenartigen Fortsatz des Lavadoms. Nicht selten lösen Kollapsereignisse an der Lavafront die Schuttlawinen und Dichteströme aus.

Die Seismizität am Semeru ist eher gering. an den meisten Tagen manifestieren sich weniger als 10 vulkanisch-bedingte Erdbeben. Dafür gibt es pro Tag aber um die 100 Eruptionssignale.

In den letzten Jahren kommt es immer wieder zu Abgängen größerer pyroklastischer Ströme und Lahare, die sogar bewohntes Gebiet am Fuß des Vulkans erreichen können. da diese Vorgänge auch für potenzielle Beobachter am Gipfel des Vulkans gefährlich werden können und es zudem explosive Aktivität gibt, wurden die mehrtägigen Trekkingtouren auf dem Semeru ausgesetzt. Normalerweise erfolgte der Aufstieg in zwei Etappen vom Norden aus. Ausgangspunkt für Touren auf den Vulkan war der Ort Ranu Panu. Dort lebte man also nicht nur von der Landwirtschaft, sondern verdiente auch ganz gut am Tourismus, der inzwischen praktisch zum Erliegen kam.

Auch in normalen Zeiten war ein Aufstieg zum Gipfel nicht ungefährlich, da der Semeru für seine Daueraktivität bekannt ist. Bei besonders starken Eruptionen, die genauso spontan wie am Stromboli auftreten können, kam es auch bereits öfter zu Todesfällen infolge einer Eruption. Dennoch hielt man lange Jahre ans Vulkantrekking fest. Für den Vulkantourismus generell durchleben wir besonders seit der Pandemie schlechte Zeiten: es gibt immer mehr Restriktionen und die wenigen verbleibenden Ziele werden natürlich entsprechend nachgefragt und immer teurer, was für das Reisen ja im allgemeinen gilt.

Vulkan-News am 15.05.23: Ätna

Ätna mit sporadischen Aschepuffs

Staat: Italien | Koordinaten: 37.73, 15.00 | Aktivität: Fumarolisch

Gestern Morgen kam es am Ätna zu einer kleinen Ascheeruption aus einem Schlot des Neuen Südostkraters. Die Aschewolke wurde schnell vom starken Wind erfasst und nach Osten gedrückt, so dass sie nicht sonderlich hochaufstieg. Ein Vnet-Leser berichtete, dass es abends wohl noch eine kleine Eruption gab, die schwach auf der Thermalcam sichtbar gewesen war. Das INGV bestätigte zumindest die erste Eruption und berichtete von einer schwachen Seismizität unter der Ostflanke. Dort hatte es drei schwache Erschütterungen gegeben. Das Stärkste hatte eine Magnitude von 2,1. Das Hypozentrum befand sich in drei Kilometer Tiefe. Bereits vor einigen Tagen meldete ich eine leicht steigende Seismizität. Die Erdbebentätigkeit tritt aber noch nicht in Schwärmen auf, die von starker Magmeninflation verursacht wird. Die einzelnen Beben sind meistens tektonischer Natur und ereignen sich an Störungszonen, doch auch diese Erdbeben könnten indirekt von aufsteigendem Magma verursacht werden. alles in allem sieht es so aus, als würde Ätna wieder etwas munterer werden, einen unmittelbar bevorstehenden größeren Vulkanausbruch kann ich aus den wenigen öffentlich zur Verfügung stehenden Daten aber nicht ablesen. Dennoch ist Ätna ja immer für eine Überraschung gut und das hier Geschriebene gibt nur die Momentaufnahme des aktuellen Status Quo wieder. Längerfristige Prognosen lassen sich für gewöhnlich nicht erstellen.

Die letzten beiden Ausbruchsperioden am Ätna waren effusiver Art und beschränkten sich auf Lavaströme, die nahe der Nordostbasis des NSEC austraten und zunächst durch das Valle del Leone flossen um dann in Richtung Valle del Bove abzuknicken. Den letzten Paroxysmus gab es im Februar letzten Jahres. Wahrscheinlich hat sich der Vulkan bei der vorangegangen Serie erst einmal ausgepowert.


Weitere Meldungen:

Ebeko eruptiert Vulkanasche

Staat: Russland | Koordinaten: 50.68, 156.01 | Aktivität: Ascheeruption

Auf der russischen Insel Paramushir stieß der Ebeko vorgestern eine Aschewolke aus, die bis auf einer Höhe von 3400 m aufstieg und nach Südwesten geweht wurde. Der Ebeko ist der aktivste Vulkan der Kurilen.


Nyamuragira mit thermischem Signal

Staat: Demokratische Republik Kongo | Koordinaten: -1.41, 29.20 | Aktivität: Lavastrom

Der Vulkan Virunga-Vulkan Nyamuragira liegt in der DRK und emittiert eine starke Wärmestrahlung mit einer Leistung von 180 MW. Am Vortag wurde eine Leistung von 311 MW abgestrahlt. Auf Sentinel-Bildern sieht man die flächigen thermischen Anomalien in der Gipfelcaldera des Vulkans. Sie markieren kurze Lavaströme, die dort unterwegs sind.

Erdbebenserie vor Japan – News am 15.05.23

Erdbeben erschüttern Izu-Inseln vor der Bucht von Tokio

Datum 15.05.23 | Zeit: 10:11:34 UTC | 33.39 N ; 139.36 E | Tiefe: 10 km | Mw 5,6

Gestern kam es zu mehreren moderaten-starken Erdbeben im Bereich des Izu-Archipel, das einige hundert Kilometer südlich der Bucht von Tokio liegt. Das stärkste Erdbeben hatte eine Magnitude von 5,6 und ein Hypozentrum in 10 Kilometer Tiefe. Das Epizentrum wurde 148 km südsüdöstlich von Shimoda verortet. Die Bebenserie bestand aus 11 Erschütterungen, von denen sieben Magnituden im 5er-Bereich hatten. Das Archipel liegt an der tektonischen Grenze zwischen der Pazifischen- und Ochotskplatte, die der Nordamerikanischen Platte vorgelagert ist. Vor der Bucht von Tokio treffen diese auf die Eurasische Platte und bilden dort eine Dreierkreuzung, an der es erst in der letzten Woche vergleichbare Erdbeben gegeben hatte. Sie wurden in der Hauptstadt deutlich wahrgenommen. Diesmal liegen dem EMSC keine Wahrnehmungsmeldungen vor, obwohl die meisten Inseln des Archipels bewohnt sind und sogar von Touristen besucht werden. Aber wahrscheinlich hielt sich dort niemand auf, dem das EMSC bekannt gewesen wäre.

Die Izu-Inseln sind vulkanischen Ursprungs und selbst auf der größten Insel gibt es einen als aktiv eingestuften Vulkan: der Mihara ist als Wandergebiet erschlossen. Der Vulkan erinnert mich ein wenig an Vulcano auf den Liparischen Inseln, brach im letzten Jahrhundert aber deutlich öfters aus. Bis 1990 wurden 38 Eruptionsphasen gemeldet. Die stärksten Ausbrüche brachten es dabei auf einen VEI 2. Seit 1990 schweigt der Vulkan allerdings. Die letzten Tätigkeitsberichte stammen aus den Jahren 2011/11, als eine Magmenintrusion für Bodenhebung sorgte. Der Mihara liegt auf der Insel Oshima, die sich allerdings deutlich näher an Tokio befindet, als an den Epizentren der Erdbebenserie. Von diesen liegt sie gut 170 Kilometer entfernt. Allerdings immer noch im Wirkungskreis der Erschütterungen, auch wenn es unwahrscheinlich ist, dass diese Erdbebenserie einen Ausbruch des Vulkans verursacht. Wesentlich näher am Epizentrum liegt der Vulkan Hachijo-jima, der ebenfalls auf die Erschütterungen reagieren könnte, wenn er denn geladen ist.

Naturkatastrophen-News am 14.05.23: Zyklon

Zyklon Mocha verwüsten Küste von Myanmar

Zyklon Mocha hatte heute Morgen seinen erwarteten Landfall in Myanmar und richtete große Schäden an. Nach ersten Angaben forderte er mindestens 5 Todesopfer. Auch das benachbarte Bangladesch wurde vom Tropensturm getroffen, doch dort fielen die Schäden deutlich geringer aus, als man es zuvor erwartet hatte.

Meteorologen bestätigten, dass es der stärkste Sturm in Myanmar seit 20 Jahren ist. Das Global Disaster Alert and Coordination System rechnete vor dem Landfall von Mocha mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 259 km/h und rief die höchste Warnstufe aus. Der Wirbelsturm hatte über dem Golf von Bangladesch enorm viel Energie getankt, da das Ozeanwasser extrem warm ist. Laut Angaben des indischen Wetterdienstes wurden im Wirbelsturm über Land dann Windböen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 210 km/h gemessen. Damit erreichte der Zyklon zwar nur die zeithöchste Sturmkategorie 4, aber es reichte aus, nicht nur Bäume zu entwurzeln, sondern auch zahlreiche Gebäude zu zerstören. Die starken Regenschläge verursachten zudem Überflutungen und lösten Erdrutsche aus. Ein Ehepaar starb in seinem Haus, das von einem Erdrutsch erfasst worden war. Drei weitere Personen wurden von umstürzenden Bäumen erfasst und getötet.

Im Vorfeld des Zyklons wurden mehrere 100.000 Menschen aus den Küstenregionen evakuiert und viele Personen flohen noch während der Sturm wütete und suchten in Evakuierungszentren Schutz. Wie viele Gebäude letztendlich zerstört wurden und wie hoch die Zahl der obdachlos gewordenen Menschen ist, wurde noch nicht bekanntgegeben.

Auch in Bangladesch gab es vorsorgliche Evakuierungen. Hier sprechen die Behörden von 750.000 Personen, die in Sicherheit gebracht wurden.

Zwar sind Wirbelstürme zu dieser Jahreszeit nicht ungewöhnlich in Südostasien, doch Anzahl und Stärke der Stürme nimmt zu. Klimaexperten sehen den anthropogenen Klimawandel maßgeblich verantwortlich hierfür. In diesem Frühjahr sind die Wassertemperaturen der äquatornahen Ozeane deutlich zu hoch. Hiervon betroffen ist insbesondere der Indische Ozean, der als Wettermotor der betroffenen Region gilt. Weite Teile Südostasiens leiden unter einer Hitzewelle.

Auch in anderen Erdteilen gibt es aktuell Wetterkapriolen. So kam es gestern in der spanischen Region Murcia Unwetter mit Starkregen, der zu Überflutungen führte. Im italienischen Turin ging ein Hagelsturm nieder und im Norden Sibiriens und in Kanada wüten ausgedehnte Waldbrände, die auch immer früher im Jahr beginnen. Ein gigantisches Problem stellt der tauende Permafrostboden dar, der in den nächsten Jahren soviel Methan freisetzten wird, dass schon alleine das ausreicht um das Klima zu kippen!

Vulkan-News 14.05.23: Krakatau

Staat: Indonesien | Koordinaten: -6.10, 105.42 | Aktivität: Aschewolken

Anak Krakatau mit weiteren Eruptionen am 13.05.23

Gestern gab es weitere Asche-Eruptionen am Anak Krakatau. Wie das VSI berichtete, wurde Vulkanasche bis zu 2150 m über Kraterhöhe ausgeworfen. Es entstanden seismische Signale mit einer Maximalamplitude von 65 mm und bis zu 68 Sekunden Dauer. Die bis jetzt letzte Eruption wurde um 07:10 WIB gemeldet. Heute gab es bislang keine weiteren Ausbrüche und es könnte sein, dass die Eruptionsphase bereits wieder vorbei ist. Solche kurzen Phasen, die oft nur 2 bis 3 Tage dauern, sind in der letzten Zeit typisch für Anak Krakatau. Die Eruptionen stossen nicht nur Vulkanasche aus, sondern auch glühende Tephra. Auf nächtlichen Livecam-Fotos sieht man, dass die Schlacken mehrere hundert Meter hoch ausgestoßen wurden.

Die Eruptionen waren nicht nur auf der Livecam zu sehen gewesen, sondern wurden auch von den Kameras der Satelliten aufgenommen. Das europäische Copernicus-Programm veröffentlichte ein Landsat-Sentinel-Foto, dass die Aschewolke zeigt, die sich in Richtung Südwesten ausbreitete. Sehr schön zu sehen ist das kleine Krakatau-Archipel: die Inseln Rakata, Lang-Island und Sertung gruppieren sich um Anak Krakatau in ihrer Mitte. Während sich Anak Krakatau in der Mitte der Krakatau-Caldera erhebt, markieren die drei anderen Inseln den Rand einer älteren Caldera, die bereits vor der katastrophalen Eruption von 1883 entstanden war. Damals kollabierte etwa nicht der große Urvulkan, sondern bereits ein Nachfolger, der eine Insel mit Rakata bildete. Lang-Island und Sertung waren bereits damals nicht mit dem aktiven Vulkaneiland verbunden gewesen. Ein Foto mit den ungefähren Umrissen der damaligen Insel findet ihr in meinem Bericht zur Katastrophe 1883.

Erst im Jahr 2018 hatte es einen Ausbruch gegeben, bei dem auch Anak Krakatau beinahe von der Landkarte ausradiert worden wäre und der Vulkan über zwei Drittel seiner Höhe einbüßte. Damals entstand ein vergleichsweise kleiner Tsunami, der an den Küsten von Sumatra und Java Schäden angerichtete und 439 Menschen das Leben kostete.

Treffen der Vulkanologischen Gesellschaft in Daun

Gestern traf sich unser Vulkanverein „Vulkanologische Gesellschaft e.V.“ zur Jahreshauptversammlung in Daun in der Vulkaneifel. Es wurde der Geschäftsbericht für 2022 vorgestellt und der Vorstand entlastet. Darüber hinaus diskutierten wir u.a. den Ausbau der LiveCam am Fuego und wir möchten Gelder zur Verfügung stellen, um einen Zoomkamera zu installieren und einen Video Livestream zu starten. Außerdem wird ausgelotet, ob man nicht einen Seismografen installieren kann, dessen Grafik dann auf der Livecam-Seite eingeblendet wird. Auch die bisherige Kamera findet großen Anklang bei den Vulkanologen von INSIVUMEH/CORNED. Über einen Ausbau der Anlage wird man sich vor Ort bestimmt freuen.

Der Abend wurde mit eine Foto/Video-Präsentation von Thomas und Mirko abgerundet, die uns ihre fantastischen Vulkanaufnahmen der letzten zwei Jahre zeigten.

Wer Lust hat Mitglied des Vereins zu werden, kann gerne einmal an einer der nächsten Veranstaltungen teilnehmen.

Erdbeben in den USA – News vom 12.05.23

Erdbeben Mw 5,4 erschüttert Nordkalifornien

Datum 11.05.23 | Zeit: 23:19:41 UTC | 40.20 N ; 121.11 W | Tiefe: 6 km | Mw 5,4

Update: Mittlerweile ist ein richtiger Beben-Cluster aus mehr als 20 Erschütterungen entstanden. In den Sozialen Medien wird oft ein direkter Zusammenhang zum Lassen-Vulkan hergestellt, den ich allerdings nicht erkennen kann.

Originalmeldung: Gestern Abend wurde der Norden des US-Bundesstaates Kalifornien von einem moderaten-straken Erdbeben der Magnitude 5,4 erschüttert. Das Hypozentrum lag in nur 6 km Tiefe. Das Epizentrum wurde vom EMSC 16 km südöstlich von Chester verortet. Es liegen Wahrnehmungsmeldungen vor, nach denen das Erdbeben in einem großen Umkreis gespürt wurde. Das Epizentrum des Bebens lag am Südwestufer des Lake Almanor. Das ist ein großer Stausee im nordwestlichen Plumas County.

Für uns relevanter ist die Information, dass der als aktiv eingestufte Lassen-Vulkan nur 40 km nordwestlich des Epizentrums liegt. Neben dem bekannten Lassen-Peak, der in einem Naturschutzgebiet mit einem interessanten Thermalgebiet liegt, gibt es in der Region mehrere Manifestationen des Vulkanismus, wie z.B. die Poison Lake-Kette im Caribou-Vulkanfeld. Die Schlotreihe war vor gut 100.000 Jahren aktiv gewesen. Der Vulkanismus der Region und ihr tektonisches Umfeld steht im Zusammenhang mit der Basin-and-Range Provinz im Westen der USA, die sich über eine Länge von 2700 km parallel zu den Rocky Mountains erstreckt. Die Topografie mit zahlreichen Horst- und Grabenstrukturen verdankt ihre Existenz der Krustendehnung. So ist auch der Lake Alamanor Graben auf diese Krustendehnung zurückzuführen. Der Graben in Form eines Rifts mündet in das Störungssystem der Vulkanregion weiter nördlich. Das aktuelle Erdbeben hat sich an der westlichen Grabenstörung ereignet.

Generell ist es nicht auszuschließen, dass sich moderate-starke Erdbeben auf Vulkane auswirken und Eruptionen triggern. Wie wir jetzt im Fall vom Anak Krakatau gesehen haben, reichen schon Erdbeben mit Magnituden größer 5 aus, um Ausbrüche auszulösen, sofern es tatsächlich an den Erdbeben lag, das der Vulkan nun wieder eruptiert. Allerdings kann man davon ausgehen, dass Anak Krakatau geladen war und ein Magmenkörper mit hohem Schmelzanteil unter dem Vulkan liegt. Entsprechendes ist unter dem Lassen-Vulkan wohl nicht der Fall, so dass man kurzfristig keinen Vulkanausbruch befürchten muss.

Anak Krakatau eruptiert – News vom 12.05.23

Staat: Indonesien| Koordinaten: -6.10, 105.42 | Aktivität: Aschewolken

Anak Krakatau mit Eruptionsserie nach Erdbeben

Der indonesische Inselvulkan Anak Krakatau ist wieder aktiv und eruptiert Vulkanasche. Erste Ausbrüche begannen am 10. Mai und wurden vom VAAC gemeldet. Demnach stieg Vulkanasche bis auf einer Höhe von 1500 m auf. Gestern intensivierten sich die Eruptionen und wurden auch vom indonesischen VSI gemeldet. Die Vulkanologen berichten von Aschewolken, die bis zu 3000 m über Kraterhöhe aufsteigen. Der jüngste Ausbruch heute Morgen schaffte es, Asche bis zu 2000 m hochaufsteigen zu lassen. Die Eruption erzeugte ein seismisches Signal von 42 Sekunden Dauer und hatte eine Maximalamplitude von 70 mm.

Den Ausbrüchen voran ging eine Erdbebenserie (Vnet-berichtete) im Westen des Sunda-Straits, in dessen Mitte der Anak Krakatau liegt. Das stärkste Beben hatte eine Magnitude von 5,2 und ein Hypozentrum in 35 km Tiefe. Es ist gut möglich, dass die Eruptionen durch die Erdbeben getriggert wurden. Die Seismizität am Vulkan selbst, der ca 70 km von den Epizentren entfernt liegt, war gering und es deutete nichts auf Magmenaufstieg hin. Es könnte sein, dass die Erschütterungen Magma aus dem Gleichgewicht brachte, das sich bereits in einem flach liegenden Magmenkörper unter dem Vulkan befand. Es ist möglich, dass die Erschütterungen eine Entgasung des Magmas auslösten, wodurch der Druck stieg und es zur Eruption kam, ganz ähnlich, wie das Schütteln einer Sektflasche den Korken rausspringen lässt.

Anak Krakatau ist eine junge Vulkaninsel. Ihre Geburt geht auf das Jahr 1927 zurück, als in der Caldera des Krakatau-Vulkans eine neue Vulkaninsel entstand. Das Jahr 2018 wäre beinahe ihr Todestag gewesen, denn ein unterseeischer Flankenrutsch verursachte den Zusammenbruch des Vulkankegels und ein großer Teil der Insel verschwand im Meer. Der Vulkankrater lag dann kurz unterhalb des Meeresspiegel. Seitdem wächst ein neuer Schlackenkegel.

Die Caldera des Krakatau entstand in mehreren Phasen. Die letzte Phase wurde im August 1883 eingeleitet, als es zu einer gewaltigen Eruption kam, bei der sich der damalige Inselvulkan selbst vernichtete.

Zusammenfassung:

  • Am Anak Krakatau wird Vulkanasche bis zu 3000 m über Kraterhöhe gefördert.
  • Die Eruptionen wurden möglicherwiese von einer Erdbebenserie im Westen der Sundastrasse ausgelöst.