Neue Studie liefert tiefe Einblicke in das Magmasystem des Calderavulkans Campi Flegrei
Eine neue Studie zu den Campi Flegrei durchleuchtete mit Hilfe weit entfernter Erdbeben den tieferen Untergrund des Calderavulkans und entdeckte in Tiefen zwischen 16 und 33 Kilometern eine magmatische Struktur mit ca. 30 % Schmelzanteil, die als Energielieferant der aktuellen Hebungsphase angesehen wird.
Die seit 2005 anhaltende Unruhephase der Campi Flegrei westlich von Neapel zählt zu den am intensivsten überwachten Vulkankrisen Europas. Mitten in der Caldera liegt die Stadt 80.000 Seelen zählende Stadt Pozzuoli, in der erweiterten roten Gefahrenzone leben mehr als 500.000 Menschen. Seit Beginn der Krise hob sich der Boden um gut 165 Zentimeter, wobei sich die Hebungsrate seit 2018 deutlich beschleunigte. Begleitet wird die Deformation von Tausenden Erdbeben. Das stärkste erreichte 2025 eine Magnitude von 4,6 und verursachte leichte Gebäudeschäden und große Unsicherheit bei der Bevölkerung. Gleichzeitig stiegen Kohlendioxid-Ausstoß und Temperaturen in den Fumarolengebieten Solfatara und Pisciarelli auf Rekordwerte seit Beginn der modernen Messungen. Zwar gab es in den Phlegräischen Feldern bereits frühere Hebungsphasen, doch die aktuelle ist die längste bislang beobachtete.
Trotz zahlreicher neuer Forschungsergebnisse hält sich in der Öffentlichkeit weiterhin der Begriff „Bradyseismus“. Ursprünglich beschrieb er lediglich das langsame – vermeindlich tektonisch bedingte-Heben und Senken des Bodens, wurde später aber oft mit hydrothermalen Prozessen erklärt: Eindringendes Meerwasser sollte sich im Untergrund erhitzen, verdampfen und dadurch Druck erzeugen. Heute gilt als wahrscheinlich, dass magmatische Prozesse die eigentliche Energiequelle der Krise darstellen. Das Magma liefert dabei nicht nur die Energie, sondern ihm entströmen auch die Fluide, die aufsteigen und im Hydrothermalsystem den Druck erhöhen. Diese Erkenntnis wird durch praktisch jede wissenschaftliche Studie neueren Datums gestützt und führt den ursprünglichen Bradyseismosbegriff ad absurdum.
Wie das tiefe Fördersystem der Campi Flegrei aufgebaut ist, blieb bislang unklar. Eine neue internationale Studie liefert nun den bisher tiefsten Blick in den Untergrund der Caldera. Die Arbeit wurde als Vorabveröffentlichung in Scientific Reports publiziert und entstand in Zusammenarbeit von Forschenden des spanischen Vulkaninstituts INVOLCAN, des italienischen INGV, der Universidad Complutense de Madrid und der Université de Genève. Unter Leitung von Víctor Ortega-Ramos untersuchte das Team die Architektur des tiefen Magmasystems bis in etwa 50 Kilometer Tiefe.
Grundlage der Studie waren mehr als 5.000 sogenannte Telesismen – seismische Signale entfernter Erdbeben –, die zwischen 2016 und 2022 vom dichten Messnetz der Campi Flegrei registriert wurden. Zum Einsatz kam eine Methode, die in der Vulkanologie bislang nur selten auf Calderas angewandt wurde: sogenannte „Receiver Functions“. Dabei werden seismische Wellen analysiert, die an Materialgrenzen im Erdinneren reflektiert oder umgewandelt werden. Aus ihren Laufzeiten lassen sich Unterschiede in Dichte und Wellengeschwindigkeit rekonstruieren. Die Methode eignet sich besonders für größere Strukturen in tieferen Bereichen der Erdkruste und des oberen Mantels und ähnelt der „Seismischen Tomografie“ die bereits bei vielen geologischen Studien angewendet wurde.
Die mit Hilfe der seismischen Daten erstellten Modellierungen enthüllen kein einzelnes großes Magmareservoir, sondern ein mehrstufiges Fördersystem. In Tiefen zwischen 16 und 33 Kilometern identifizierten die Forschenden eine ausgedehnte Zone ungewöhnlich niedriger seismischer Geschwindigkeiten. Solche „Low Velocity Zones“ gelten als Hinweis auf teilweise geschmolzenes Gestein. Nach den Modellen könnten dort lokal bis zu 30 Prozent Schmelze vorhanden sein und stellt vermutlich die langfristige Quelle der primitiven Magmen dar, die das Vulkansystem speisen.
Darüber hinaus fanden sich Hinweise auf einen möglichen Magmatransportbereich zwischen 10 und 16 Kilometern Tiefe sowie auf eine Zone in etwa acht Kilometern Tiefe, in der Magma zeitweise gestaut bzw. akkumuliert werden könnte. Die Autoren verweisen darauf, dass ihre Methode kleinere und flachere Magmenkörper nur eingeschränkt auflösen kann. Frühere Studien hatten bereits Hinweise auf kleiner Schmelzzonen in lediglich drei bis fünf Kilometern Tiefe geliefert. Die neue Arbeit widerspricht diesen Befunden nicht, sondern ergänzt frühere Modelle um ein Bild der tieferen Strukturen.
Für das Verständnis der Bodendeformationsphase ist das eine wichtige Erkenntnis: Die Studie unterstützt ein Modell, bei dem tiefe Magmazufuhr und flachere hydrothermale Prozesse gekoppelt zusammenwirken. Die Deformationsenergie stammt demnach aus einem tief wurzelnden Magmasystem, während nahe der Oberfläche hydrothermale Fluide Hebungen, Erdbeben und Gasemissionen verstärken. Der sogenannte Bradyseismus scheint damit weniger ein eigenständiges Phänomen zu sein, sondern vielmehr sichtbarer Ausdruck eines dynamischen Magmasystems eines erwachenden Vulkans.
Die Stärke der Studie liegt in der erstmaligen Kartierung der tiefen Energiequelle eines der gefährlichsten Vulkansysteme Europas. Sie liefert zwar keine Hinweise auf eine unmittelbar bevorstehenden Eruption, bestätigt aber den magmatischen Ursprung der aktuellen Unruhe, die langfristig betrachtet in einem Vulkanausbruch gipfeln könnte.
Quelle: Ortega-Ramos, V., D’Auria, L., Pappalardo, L. et al. “Magma storage depths and crustal-upper mantle structure of the Campi Flegrei caldera (Southern Italy) revealed by receiver function analysis.” Scientific Reports (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-51786-3, Lizenz der CC.