Vulkanologie: Neues aus Wissenschaft und Forschung

Studie zu Erdbeben entdeckt Vorläufermuster

15. Juni 202615. Juni 2026 von Marc Szeglat

Neue Muster seismischer Aktivität vor großen Erdbeben durch maschinelles Lernen einer KI entdeckt – Hoffnung auf bessere Vorhersagbarkeit von Erdbeben wächst

Trotz aller Fortschritte in den Geowissenschaften ist es immer noch unmöglich, starke Erdbeben exakt vorherzusagen. Zwar können Forschende mittlerweile erkennen, ob sich an einer der großen prominenten Störungszonen der kontinentalen Plattengenzen Spannungen aufbauen und somit den Grundstein für ein Erdbeben liefern, doch wann genau ein starkes Erdbeben auftreten wird, bleibt oft ungewiss. Einen Schritt in Richtung Prognoseansatz schaffte nun eine neue Arbeit von Forschenden des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung und internationalen Partnern, die mit Hilfe Künstlicher Intelligenz Vorläufermuster starker Erdbeben identifizierten.

Die Vorläuferphänomene wurden durch den Einsatz unüberwachter Verfahren des maschinellen Lernens einer KI entdeckt: seismische Daten wurden ohne vorgegebene Annahmen analysiert und so konnten bislang verborgene Muster sichtbar gemacht werden.

Hauptautor Dr. Sadegh Karimpouli, Wissenschaftler am GFZ, erklärt in einer Pressemeldung der Einrichtung: „Anstatt nach bestimmten Vorläufern zu suchen, lassen wir die Daten ihre eigene Struktur offenbaren und nutzen dafür das sogenannte unüberwachte Maschinelle Lernen, bei dem diagnostische Merkmale nicht vordefiniert sind.“ Dieser Ansatz wurde bereits erfolgreich bei der Erkennung von Vorläuferphasen von Erdrutschen und Vulkanausbrüchen eingesetzt, so der Forscher weiter.

Die so entwickelte Methode betrachtet Erdbebensequenzen nicht als isolierte Ereignisse, sondern als miteinander in Wechselwirkung zueinander stehende Familien von Beben. Dabei werden räumliche, zeitliche und energetische Merkmale kombiniert, um Entwicklungsstadien seismischer Aktivität zu identifizieren. Ein unüberwachter Algorithmus gruppiert und kategorisiert diese Muster, die unterschiedliche Spannungszustände der Erdkruste widerspiegeln.

Anhand gut dokumentierter Erdbebensequenzen in der Türkei, Chile und Italien zeigte die Analyse, dass sich vor mehreren starken Beben charakteristische Veränderungen in der Seismizität entwickeln. Dazu zählen eine erhöhte seismische Aktivität, eine stärkere räumliche Konzentration schwacher Erdbeben sowie eine verstärkte Freisetzung von Spannungsenergie. Diese Signale traten jeweils Wochen bis Monate vor den Hauptbeben auf.

Die Ergebnisse zeigen zugleich, dass nicht alle Erdbeben erkennbare Vorläufer aufweisen. In einigen Fällen blieb die analysierte Seismizität vor großen Ereignissen unauffällig oder entwickelte keine eindeutige Struktur. Das verdeutlicht die begrenzte Vorhersagbarkeit seismischer Prozesse und die Abhängigkeit von geologischen Rahmenbedingungen. Damit ist auch klar, dass es weiterhin ein weiter Weg bis zur genauen Vorhersagbarkeit von Erdbeben ist und dass sich selbst bei weiterer Eingrenzung des Prognosezeitraums niemals alle Erdbeben sicher vorhersagen lassen werden.

Der Ansatz ermöglicht dennoch eine perspektivische Einschätzung von Veränderungen im Verhalten von Verwerfungssystemen. Durch die kontinuierliche Analyse neuer Daten kann wohlmöglich ein Übergang in einen kritischen Zustand erkannt werden, in dem sich die seismische Aktivität deutlich von bisherigen Mustern unterscheidet. Bei einer Weiterentwicklung der Technik in die Echtzeitüberwachung von seismisch aktiven Regionen sollen künftig schnellere Fortschritte in der Mustererkennung gemacht werden.

Prinzipiell ist das kein neuer Ansatz, denn auch natürliche Intelligenz versucht, durch die Erkennung von Mustern in Vorläuferseismizität Hinweise auf möglicherweise bevorstehende Starkbeben zu entdecken. Je freier der Geist dabei agieren kann, desto größer die Erfolgsaussichten.

Quellen: Karimpouli, S., Martínez-Garzón, P., Núñez-Jara, S. et al. Preparatory phase of large earthquakes illuminated by unsupervised categorization of earthquake catalog features. Nat Commun 17, 4024 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72279-x; Pressetext GFZ.

Island: Neue Studie zum Rifting auf Reykjanes-Halbinsel

5. Juni 20265. Juni 2026 von Marc Szeglat

Neue Studie belegt bis zu 5 Meter tektonischer Krustendehnung auf Reykjanes in Island – Magma als Mitspieler und nicht als alleiniger Motor deklariert

Während sich der Fokus der Erdbeben- und Vulkanbeobachter in den letzten Tagen von Svartsengi in Richtung Hengill und Langjökull verlagerte, wo zwei intensive Schwarmbeben registriert wurden, die bislang noch nicht vollständig abgeklungen sind, wurde eine neue Studie zum Rifting auf der Reykjanes-Halbinsel veröffentlicht. Sie beleuchtet die tektonischen Prozesse, die mit den Eruptionen im Svartsengigebiet und bei Grindavík einhergingen und könnten auch für die aktuellen Bebengebiete zukunftsweisend sein.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine ausgeprägte Krustendehnung zu Rissbildungen führte, die den Aufstieg von Magma erleichterten. Die Rissbildung selbst sei dabei überwiegend tektonisch gesteuert gewesen, wurde jedoch durch magmatische Prozesse verstärkt.

Reykjanes während der Eruption am 8. Februar 2024. Der Schnee betont die NW-SE-streichenden Risssysteme .

Die neue Studie wurde in Geophysical Research Letters veröffentlicht und beleuchtet die geologische Dynamik der Reykjanes-Halbinsel in Island während der Unruhen zwischen 2021 und 2025 neu. Das internationale Forschungsteam analysierte Seismik, Satellitenradar, GPS-Daten und Geländebeobachtungen, um die komplexen Prozesse an der Plattengrenze zu rekonstruieren. Dabei zeigt sich ein Bild, in dem nicht nur Magma, sondern vor allem tektonische Spannungen eine zentrale Rolle spielen.

Die Daten belegen, dass sich die Erdkruste auf der Halbinsel im Untersuchungszeitraum insgesamt bis zu 5 Meter auseinanderbewegte, verteilt auf mehrere Rifting-Episoden, über die auch auf Vulkane.net ausführlich berichtet wurde. Besonders markant war die Phase am 10. November 2023, als es im Zusammenhang mit einer Magmenintrusion zu einer starken Bodenverformung kam. In Folge des Ereignisses wurde Grindavik evakuiert und mehrere Gebäude und Straßen zerstört oder beschädigt. Die neuen Datenanalysen weisen auf eine Kombination aus horizontalen Verschiebungen und vertikalen Bewegungen hin, die zunächst durch strike-slip-artige Scherung geprägt war und anschließend in eine Riftöffnung überging – ein Hinweis auf eine komplexe Bruchentwicklung statt eines einfachen magmatischen Schubs. Dennoch prägte eine massive Gangintrusion das Geschehen und besorgte mehr als die eigentliche Rissöffnung auf einer Breite von 1,70 m und einer Bodenabsenkung von bis zu 1 Meter. Modellrechnungen zeigen, dass die Störung auf eine Länge von gut 15 Kilometern vertikal versetzt wurde.
Die Forschenden sind der Meinung, dass diese Beobachtungen die verbreitete Annahme infrage stellen, wonach einzelne Magmaintrusionen in einigen Kilometern Tiefe allein für eruptive Krisen verantwortlich waren. Stattdessen deutet vieles darauf hin, dass sich über längere Zeiträume tektonische Spannungen entlang der Plattengrenze zwischen Eurasien und Nordamerika aufbauten und sich dann episodisch entluden. In diesem Modell reagiert Magma eher auf die Schwächezonen in der Erdkruste, anstatt diese aktiv zu erzeugen und benutzt diese als Aufstiegswege.

Ein weiteres zentrales Studienergebnis betrifft die zeitliche Abfolge der Prozesse: Zunächst traten horizontale Scherbewegungen entlang der Plattengrenze auf, bevor es zu vertikaler Dehnung und Rissbildung kam. Diese Reihenfolge lässt vermuten, dass tektonische Bewegung selbst entscheidend dazu beitragen kann, Aufstiegswege für Magma zu öffnen.

Trotz dieser detaillierten Einblicke enthält die Studie keine eindeutige Prognose für zukünftige Eruptionen. Vielmehr verdeutlicht sie die Schwierigkeit, Deformation in aktiven Riftzonen eindeutig zu interpretieren, da sich tektonische und magmatische Signale stark überlagern können.

Interessanterweise wird der aktuelle Erdbebenschwarm im Grenzbereich zwischen dem Brennisteinfjöll und Hengill-System ebenfalls auf horizontale Scherbewegungen zurückgeführt. In seiner Intensität erinnert das Ereignis an die Vorgänge, die ab 2018 verstärkt im Bereich des westlichen Reykjanes auftraten und dort die Riftingepisoden einleiteten. Da die Geschichte lehrt, dass sich in früheren Eruptionsphasen die Spaltensysteme der Halbinsel nach und nach aktivierten, könnte sich Ähnliches nun bei Hengill zutragen. Auch die Aktivität am Langjökull -der quasi in der Verlängerung der Störungszone von Hengill liegt- deutet entsprechendes an.

In einem RÚV-Interview ordnete der isländische Vulkanologe Þorvaldur Þórðarson die Ergebnisse weiter ein und diskutierte insbesondere die Bedeutung für die Gefahreneinschätzung bei Svartsengi und Grindavík. Er verwies darauf, dass der Magmazustrom in das System seiner Einschätzung nach zuletzt deutlich nachgelassen habe, begleitet von geringerer Hebung und schwächeren Intrusionssignalen im Vergleich zu früheren Unruhephasen. Daraus leite sich die Möglichkeit ab, dass die Wahrscheinlichkeit einer kurzfristigen Eruption derzeit geringer sei als von offizieller Seite kommuniziert, auch wenn vulkanische Systeme grundsätzlich unberechenbar bleiben.

Zugleich stellte Þorvaldur Þórðarson die Frage, ob großräumige Magmagänge tatsächlich bis unter Grindavík und Vogar reichen, wie es bisherige Modelle oft annehmen. Sollte sich ein stärker lokalisiertes Magmasystem bestätigen, müssten bestehende Gefahrenmodelle überarbeitet werden, da diese derzeit stark auf der Annahme basieren, dass Magma direkt unter bewohnten Gebieten vorhanden ist. Eine solche Neubewertung würde die Risikoanalyse der Region grundlegend verändern.

Diese Interpretation steht jedoch neben der eigentlichen Studienarbeit und reflektiert eine persönliche Einordnung der Datenlage. Auch andere beteiligte Forschende, darunter Gregory De Pascale und Halldór Geirsson, arbeiten weiterhin an der Verfeinerung der Deformationsmodelle für die Reykjanes-Halbinsel und können bald vielleicht präzisere Einordnungen liefern.

Quelle der Studie: Fischer, T. J. et al. (2026): Dynamic Coupling Between Faulting, Rifting and Magmatism During 2021–2025 Unrest on Reykjanes Peninsula, Iceland. Geophysical Research Letters, American Geophysical Union (AGU), Wiley. https://doi.org/10.1029/2026GL122058

Campi Flegrei: Blick in das tiefere Magmasystem des Vulkans

5. Juni 202623. Mai 2026 von Marc Szeglat

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.

Hunga Tonga–Hunga Haʻapai: Studie zur Methanreduktion

25. Mai 202611. Mai 2026 von Marc Szeglat

Hunga Tonga–Hunga Haʻapai und das Methan der Stratosphäre: Neue Studie zeigt unerwartete Folgen des Jahrhundertausbruchs

Als die kleine Vulkaninsel Hunga Tonga–Hunga Haʻapai am 15. Januar 2022 explodierte, wurde schnell klar, dass dies kein gewöhnlicher Vulkanausbruch war. Die Explosion im Südpazifik erzeugte eine Druckwelle, die mehrfach um den Globus lief, löste Tsunamis aus und schleuderte Material höher in die Atmosphäre als jeder zuvor mit moderner Technik dokumentierte Vulkanausbruch. Nun zeigt eine neue Studie in Nature Communications, dass der Ausbruch dank des enormen Wasserdampfeintrags in die Atmosphäre sogar den chemischen Abbau von Methan in der Stratosphäre messbar beschleunigt hat.

Der Vulkan liegt gut 65 Kilometer nördlich der tongaischen Hauptinsel Tongatapu und war vor dem Ausbruch nur teilweise über dem Meeresspiegel sichtbar. Die kleine Vulkaninsel war temporären Ursprungs und erst wenige Jahre zuvor erstmalig aufgetaucht, weshalb der Vulkan mit dem umständlichen Namen offiziell noch als Unterwasservulkan geführt wurde. Nach mehreren Wochen erhöhter Aktivität (Vnet berichtete) kam es zu einer gewaltigen Explosion, bei der sich die Insel selbst zerstörte und eine Caldera entstand. Vermutlich verstärkten mehrere Faktoren die Eruption. In der Fachwelt werden mehrere Möglichkeiten diskutiert, die auch in Kombination aufgetreten sein könnten. Zu den Favoriten zählt das Eindringen großer Mengen Meerwasser in den Magmenkörper und/oder die Injektion frisch aufsteigenden Magmas in einen älteren Magmenkörper. Beide Effekte sind dafür bekannt, starke Explosionen zu verursachen.

Die Dimensionen des Ausbruchs waren außergewöhnlich. Die Eruptionssäule erreichte eine Höhe von 57 bis 58 Kilometern und drang damit fast bis an den Rand des Weltraums vor. Auf jeden Fall war es die höchste jemals beobachtete Eruptionswolke, deren Dimensionen nur aus dem All vollständig zu erfassen waren. Zum Vergleich: Der Ausbruch des Pinatubo 1991, einer der bedeutendsten Vulkanausbrüche der jüngeren Geschichte, erreichte etwa 35 bis 40 Kilometer Höhe. Zudem wurde die kleine Vulkaninsel weitgehend zerstört und verschwand größtenteils wieder unter dem Meer.

Besonders bemerkenswert war jedoch etwas anderes: Tonga schleuderte ungeheure Mengen Wasserdampf in die Stratosphäre. Schätzungen gehen von etwa 140 bis 150 Milliarden Kilogramm Wasser aus – rund zehn Prozent des normalerweise weltweit vorhandenen stratosphärischen Wasserdampfs. Kein anderer moderner Vulkanausbruch hat die Zusammensetzung dieser Atmosphärenschicht derart verändert.

Hier setzt die neue Studie an. Die Forschenden um Dr. Maarten M.J.W. van Herpen untersuchten mithilfe von Satellitendaten, wie sich die chemische Zusammensetzung der Tonga-Wolke entwickelte. Im Fokus der Wissenschaftler stand das starke Treibhausgas Methan, das in der Atmosphäre durch chemische Reaktionen abgebaut wird.

Die Analyse zeigt, dass der enorme Wasserdampfeintrag die Konzentration sogenannter Hydroxylradikale (OH) erhöhte. Diese hochreaktiven Moleküle gelten als „Reinigungsmittel“ der Atmosphäre, weil sie unter anderem Methan oxidieren. Innerhalb der Tonga-Wolke wurde dieser Methanabbau deutlich verstärkt.

Normalerweise sind Vulkanausbrüche dafür bekannt, Gase wie Schwefeldioxid und in geringerem Umfang auch Methan in die Atmosphäre einzubringen und damit global auf das Klima einzuwirken. Dass derartige Ausbrüche jedoch auch einen reinigenden Effekt auf die Atmosphäre haben können, ist neu.

Erstmals gelang es, den Methanabbau nach einem extremen Vulkanereignis direkt satellitengestützt zu quantifizieren. Bislang waren solche Prozesse vor allem Modellrechnungen vorbehalten.

Das Resultat der Studie mag überraschend sein, doch einen nennenswerten Einfluss auf das globale Klimageschehen hatte die vulkanische „Waschmaschine“ offenbar nicht: Da Wasserdampf selbst ein Treibhausgas ist, kam es in der Stratosphäre zu schwachen Temperaturänderungen, die sich aber nur bedingt in tiefere Luftschichten übertrugen. Falls es dort zu einem kleinen Temperaturanstieg gekommen sein sollte, könnte dieser durch den beschleunigten Methanabbau teilweise kompensiert worden sein. Nach heutigem Forschungsstand blieb der globale Temperatureffekt minimal und lag vermutlich nur im Bereich weniger Hundertstel Grad.

Der Tonga-Ausbruch bleibt dennoch einzigartig: Er war nicht nur eine spektakuläre Naturkatastrophe, sondern auch ein groß angelegtes Atmosphärenexperiment und lieferte Forschenden neue Einblicke in die Chemie der Stratosphäre.

(Quelle: van Herpen, M. M. J. W., De Smedt, I., Meidan, D., Saiz-Lopez, A., Johnson, M. S., Röckmann, T., & de Laat, J. (2026). Satellite quantification of enhanced methane oxidation applied to the stratospheric plume following Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption. Nature Communications, 17, 3746. https://doi.org/10.1038/s41467-026-72191-4)

Campi Flegrei: Studie errechnet kritische Phase 2033

14. Mai 202630. April 2026 von Marc Szeglat

Neue Studie zur Bodenhebung der Campi Flegrei sieht kritische Übergangsphase um 2033

Der süditalienische Calderavulkan Campi Flegrei war in den letzten Tagen vergleichsweise ruhig, und schon sehen Optimisten eine nachhaltige Entspannung der Situation. Allerdings wechselten sich in den vergangenen Jahren – insbesondere seit der stark angestiegenen Aktivität ab 2018 – immer wieder unruhige mit scheinbar ruhigeren Phasen ab. Studien belegen zudem, dass es phasenweise zu einem Nachlassen der Seismizität kommen kann, da sich der Untergrund in Zeiten erhöhter Aktivität reorganisiert und Spannungen auf andere Weise abgebaut werden. Nun ist eine weitere Studie als Preprint veröffentlicht worden, die darauf hindeutet, dass das magmatische System um das Jahr 2033 eine kritische Phase erreichen könnte. Der Weg dahin verläuft nicht linear oder exponentiell steigend sondern unterliegt Schwankungen, wie wir sie aktuell beobachten.

Die Studie „Accelerating unrest at Campi Flegrei signals a critical transition within the next decade“ analysiert die aktuelle Unruhe der Caldera bei Neapel anhand geodätischer, seismischer und geochemischer Daten. Im Zentrum steht die Frage, ob die seit 2005 beobachtete Bodenhebungsphase auf einen bevorstehenden Vulkanausbruch hindeutet oder auf einen grundlegenden Systemübergang anderer Art.

Zusammenfassung:

Hebegeschwindigkeit des Bodens der Campi Flegrei variiert innerhalb eines sich stark beschleunigenden Prozesses
mathematisches Modell errechnet kritischen Systemübergang für Zeitraum 2030 – 2034
4 Meter Bodenhebung bis dahin möglich
Caldera-System wechselt in ein anderes Regime
Vulkanausbruch möglich, aber nicht zwingend

Die Autoren um Davide Zaccagnino (INGV und SUSTech) zeigen, dass sich die Entwicklung der letzten zwei Jahrzehnte mathematisch besser durch ein sogenanntes Finite-Time-Singularity-Modell (Singularität in endlicher Zeit) beschreiben lässt als durch ein exponentielles Wachstumsmodell. In diesem Ansatz wird angenommen, dass sich beobachtete Größen – etwa die Bodenhebung oder die kumulative seismische Energie – nicht einfach stetig beschleunigen, sondern sich einem theoretischen „kritischen Zeitpunkt“ annähern, an dem sich das Systemverhalten grundlegend ändern kann.

Dabei handelt es sich jedoch nicht um die Vorhersage eines konkreten Ereignisses, sondern um einen mathematischen Hinweis auf einen möglichen Übergang in ein neues dynamisches Regime. Ein solcher Übergang kann sich in unterschiedlicher Form äußern, etwa durch eine Verstärkung oder Abschwächung der seismischen Aktivität, eine Veränderung der Hebungsdynamik oder – in seltenen Fällen – auch durch einen Vulkanausbruch. Ebenso ist eine Umverteilung von Spannungen im Untergrund möglich, die zu einer veränderten oder auch rückläufigen Deformation führen kann.
Dieser kritische Zeitpunkt, der im Bereich zwischen 2030 und 2034 liegt (mit einer zentralen Schätzung um 2033) ist kein physikalisch festgelegter Termin und auch kein prognostizierter Zeitpunkt eines Vulkanausbruchs ist. Er ergibt sich ausschließlich aus der mathematischen Anpassung eines idealisierten Modells an die aktuellen Daten.

Das Modell beschreibt im Wesentlichen ein System mit positiven Rückkopplungen: Eine zunehmende magmatische Fluidzufuhr erhöht den Druck im Untergrund, was wiederum Rissbildung und Seismizität verstärkt. Die Bodenhebung kann bis 2033 einen Wert von 4 m erreichen. In 2026 steuert sie auf 1,7 Meter zu. In dem mathematischen Modell erscheint die Dynamik so, als würde sie sich einem „Endpunkt“ annähern an dem die Bodenhebung nicht weiter steigen kann. Die beschleunigte Entwicklung ist dem mathematischen Modell zufolge nicht unbegrenzt und kann nicht in gleicher Form fortgesetzt werden. Daher muss sie schließlich im genannte Zeitrahmen in einen anderen Zustand übergehen.

Der sogenannte kritische Zeitpunkt ist nicht mit einem Vulkanausbruch gleichzusetzen. Ein solcher Übergang kann verschiedene Formen annehmen: eine Stabilisierung der Aktivität, eine Umverteilung der Spannungen im Untergrund, eine Abschwächung der Unruhe oder auch eine eruptive Phase. Welche dieser Entwicklungen tatsächlich eintritt, lässt sich aus dem Modell allein nicht ableiten.

Ein weiterer zentraler Punkt der Arbeit ist die zunehmende Unsicherheit der Prognosen nahe dieses theoretischen Zeitfensters. Je näher sich das System dem modellierten kritischen Punkt nähert, desto stärker wirken sich kleine Unsicherheiten in den Messdaten auf die Vorhersagen aus. Damit wird deutlich, dass solche Modelle zwar wertvolle Hinweise auf langfristige Trends liefern, jedoch keine präzisen Vorhersagen einzelner Ereignisse ermöglichen.

Insgesamt bietet die Studie eine mathematische Beschreibung eines sich phasenweise beschleunigenden geophysikalischen Prozesses. Sie zeigt, dass sich Campi Flegrei in einem komplexen, nichtlinearen Übergangszustand befindet, dessen zukünftige Entwicklung unsicher bleibt und nur durch kontinuierliche Beobachtung weiter eingegrenzt werden kann.

Die Studie grenzt den Zeitraum einer Systemänderung zeitlich auf die Periode 2030 bis 2034 ein. Dann könnte es zu einem Vulkanausbruch kommen oder zu einer Reorganisation des Spannungsabbaus Tatsächlich ist dann auch ein Stopp der Bodenhebungsphase und das Einsetzen einer Subsidenz denkbar, vereinfacht ausgedrückt, weil es aus mathematischer Sicht nicht „ewig so weitergehen“ kann.

Die Studie liefert keine Antwort auf die Frage, was genau passieren wird, nur dass sich etwas signifikant ändern wird, vorausgesetzt, der aktuelle Trend zur Druckbeaufschlagung hält weiter an. Sie schließt auch nicht aus, dass die Hebungsphase früher enden könnte. Nicht geklärt wird die Frage, wie Infrastruktur auf 4 Meter Bodenhebung reagieren wird.

(Quelle: Zaccagnino, D., Sornette, D., Iaccarino, A. G., & Picozzi, M. (2026). Accelerating unrest at Campi Flegrei signals a critical transition within the next decade. arXiv preprint arXiv:2604.25204.)

Pompeji: Opfer wollte sich vor Lapilliregen schützen

11. Mai 202627. April 2026 von Marc Szeglat

Zwei skelettierte Opfer des Vesuvausbruchs außerhalb der Porta Stabia von Pompeji entdeckt – neue anthropologische Analysen und KI-gestützte Rekonstruktionen

Fast 2000 Jahre nach ihrem Untergang infolge des Vesuvausbruchs im Jahre 79 n.Chr. sind noch längst nicht alle Entdeckungen in Pompeji gemacht worden. Die Ausgrabungen halten an und fördern immer wieder erstaunliche Momentaufnahmen aus dem Sterben der Stadt zutage. Die Daten sind so umfangreich, dass nun auch eine KI zu deren Auswertung herangezogen wird.

Neueste Ausgrabungen der Nekropole außerhalb der Porta Stabia in Pompeji liefern detaillierte Einblicke in die letzten Momente zweier Menschen, die beim Ausbruch des Vesuvs ums Leben kamen. Die Ergebnisse stammen aus aktuellen Grabungen und interdisziplinären Analysen des Parco Archeologico di Pompei und wurden im Rahmen des offiziellen E-Journals des Parks veröffentlicht.

Die archäologischen Arbeiten konzentrierten sich auf eine Zone außerhalb der antiken Stadtmauer Pompejis, wo die Skelette zweier männlicher Opfer des Vulkanausbruchs unter meterhohen Ablagerungen entdeckt wurden. Beide Skelette wurden im Kontext ihrer Umgebung detailliert dokumentiert, wobei moderne archäologische Methoden zum Einsatz kamen, darunter 3D-Dokumentation, digitale Modellierung und KI-gestützte Rekonstruktionen der Körperlage im Moment des Todes.

Die stratigraphische Lage zeigt, dass die beiden Männer während unterschiedlicher Ausbruchsphasen starben, da ihre Skelette in verschiedenen Ablagerungen und Tiefenniveaus gefunden wurden, die etwa 90 cm auseinanderlagen. Auch ihre Haltung unterschied sich deutlich: Das in tiefer liegenden Schichten gefundene Opfer war ein älterer Mann, der sich offenbar mit dem Deckel eines großen Tongefäßes zu schützen versuchte, den er über Kopf und Oberkörper hielt, während Lapilli auf ihn niederprasselten. Er befand sich in kauernder Schutzhaltung am Boden und starb Stunden vor dem zweiten Opfer.

Das zweite Skelett wurde in 670 cm Tiefe entdeckt, wo es sich in gestreckter Schrittstellung in den feinkörnigen Ablagerungen eines pyroklastischen Stroms befand. Der ältere Mann starb somit in der plinianischen Initialphase der Eruption, als grobe Tephra niederging. Der zweite Mann überlebte diese Phase vermutlich, weil er Schutz unter einem Dach gefunden hatte, das das Gewicht der Lapillischicht tragen konnte. Auf seiner Flucht geriet er jedoch in einen heißen Dichtestrom, vermutlich beim Versuch, die Stadt während einer ruhigeren Phase zu verlassen. Genau zu diesem Zeitpunkt bedeckten und versiegelten pyroklastische Ströme das Areal endgültig. Da sich unter seinem Skelett nur eine dünne Schicht des Materials dieser Dichteströme befand, starb er unmittelbar zu Beginn dieser Eruptionsphase.

Die Kombination aus klassischer Anthropologie und digitalen Verfahren ermöglicht es den Archäologen, die Abläufe der letzten Minuten im Leben der beiden Männer präziser zu rekonstruieren als in früheren Grabungskampagnen. Insbesondere die KI-gestützte Analyse hilft dabei, Bewegungsmuster, Körperhaltungen und mögliche Schutzreaktionen zu simulieren und mit experimentellen Modellen von Vulkanereignissen zu vergleichen.

Die Ergebnisse zeigen eindrücklich, wie plötzlich und brutal der Tod im Umfeld des Vesuvausbruchs eintrat. Gleichzeitig wird deutlich, dass die Opfer nicht passiv waren, sondern in vielen Fällen noch versuchten, sich gegen die Naturgewalt zu schützen – wenn auch ohne Erfolg.

Weiterführender Link: Der Untergang von Pompeji

Methana: Nicht erloschen trotz 100.000 Jahre Ruhe

7. Mai 202623. April 2026 von Marc Szeglat

Methana: Der nicht erloschene Vulkan, der 100.000 Jahre ruhte

Die Halbinsel Methana ragt in den Saronischen Golf Griechenlands hinein und gehört zu den weniger bekannten, aber geologisch interessanten Vulkanregionen Europas. Als Teil des Ägäischen Vulkanbogens liegt sie hinter dem Hellensichen Bogen, einer Zone, in der die afrikanische unter die eurasische Platte abtaucht. Dieser Prozess wird Subduktion genannt und treibt Magmenbildung und Vulkanismus an. Anders als der bekanntere ägäische Vulkan Santorin verursachte Methana keine Kataklysmen, sondern bildete zahlreiche kleinere andesitische und dacitische Lavadome und Lavaströme, die sich über die Halbinsel verteilen. Wie ein Forscherteam nun herausfand, kam es dabei zu oberflächlichen Ruhephasen, die bis zu 100.000 Jahre dauerten, während im Untergrund weiter Magma brodelte.

Die letzten Eruptionen von Methana fanden in historischer Zeit statt, etwa zwischen 270 v. Chr. und 230 n. Chr. Aus dem Jahr 1700 ist ein submariner Ausbruch vor der Küste bekannt. Danach verstummte der Vulkan vollständig und bis jetzt gab es keine Ausbrüche mehr. Dabei sind lange Ruhephasen des Vulkanfeldes nicht ungewöhnlich: Wie eine neue Studie, veröffentlicht in Science Advances, herausfand, dauerte die längste sogar ungefähr 100.000 Jahre.

In der modernen Vulkanologie gilt ein Vulkan als erloschen, dessen letzte Eruption mindestens 10.000 Jahre her ist. Doch wie sich immer mehr herausstellt, ist diese Einschätzung problematisch, denn die Grenze zwischen „erloschen“ und „ruhend“ ist oft unscharf.

Die neue Studie eines internationalen Forscherteams der ETH Zürich zeigt, dass die lange Ruhe von Methana trügerisch war, denn wie die Forscher anhand von Lavaprobenanalysen herausfanden, arbeitete der Vulkan auch während seiner langen Phase ohne Eruptionen im Untergrund weiter und akkumulierte Magma, ohne dass es zur Eruption kam.

Zentraler Punkt der Forschungsarbeiten war die Analyse von 1250 Zirkonkristallen aus Lavagesteinen, die von 31 Eruptionen des Vulkans stammten, die sich in den letzten 700.000 Jahren ereigneten. Zirkone gelten als geologische Zeitarchive, da mithilfe der Uran-Blei-Datierung Wissenschaftler das Alter dieser Kristalle bestimmen können und so rekonstruieren, wann das Magma im Untergrund entstanden ist. Bei der Methode wird der Umstand genutzt, dass radioaktives Uran zu Blei zerfällt, und zwar mit einer gut bekannten konstanten Geschwindigkeit. Aus dem Verhältnis des Urans zum Blei im Zirkon lässt sich dessen Alter bestimmen.

Ergänzt wurde dies durch geochemische Untersuchungen, bei denen die chemische Zusammensetzung der Gesteine analysiert wurde, sowie durch Thermobarometrie, die Rückschlüsse auf Druck- und Temperaturbedingungen im Magmareservoir erlaubt. Petrologische Analysen lieferten Einblicke in die Kristallisationsgeschichte, während Isotopenmessungen Hinweise auf die Herkunft des Magmas und seine Wechselwirkungen mit der Erdkruste gaben.

Das Besondere an den Ergebnissen ist die Erkenntnis, dass unter Methana über mehr als 100.000 Jahre hinweg kontinuierlich Magma gebildet und gespeichert wurde – ohne dass es zu Eruptionen kam. Der Grund dafür liegt offenbar im hohen Wassergehalt des Magmas: Dieses kristallisierte beim Aufstieg aus, wurde zähflüssig und blieb im Untergrund „stecken“. Die lange Ruhephase war also kein Zeichen fehlender Aktivität, sondern Ausdruck eines blockierten Systems, das langsam ein großes Magmareservoir aufbaute.

Diese Erkenntnis hat weitreichende Konsequenzen, zeigt sie doch, dass lange ruhende Vulkane keineswegs harmlos sein müssen. Vielmehr könnten sie im Verborgenen aktiv bleiben und unter bestimmten Bedingungen wieder ausbrechen. Die Studie legt nahe, dass solche „stillen“ Wachstumsphasen von Magmareservoiren bislang unterschätzt wurden.

Obwohl die Arbeit kein universelles Modell liefert, das ohne Weiteres auf andere lange inaktive Vulkane übertragbar ist, zeigt sie, dass selbst scheinbar erloschene Vulkane genauer überwacht werden sollten, da ihre Aktivität im Untergrund weitergehen kann und das oft über Zeiträume hinweg, die weit über menschliche Erfahrung hinausgehen.

Quelle:
Popa, R.-G., Bachmann, O., Guillong, M., & Giuliani, A. (2026).
Prolonged magmatic quiescence and storage beneath the Methana volcanic field, Greece.
Science Advances, aec9565.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aec9565; Lizenz der CC

Yellowstone: Studie widerspricht reiner Mantelplume-Theorie

3. Mai 202618. April 2026 von Marc Szeglat

Neue Studie liefert Hinweise auf stärkeren tektonischen Einfluss bei der Magmaentstehung unter Yellowstone und relativiert die reine Mantelplume-Theorie

Über Jahrzehnte hinweg wurde angenommen, dass die Yellowstone-Caldera von einem Mantelplume gespeist wird, der die magmatischen Prozesse und Eruptionen steuert. In den letzten Jahren mehren sich jedoch die Hinweise, dass ein Mantelplume allein die komplexen vulkanischen Vorgänge unter Yellowstone nicht ausreichend erklären kann und ein weiterer Steuerungsmechanismus berücksichtigt werden muss.

Eine im April 2026 veröffentlichte Studie hat das magmatische System unter dem Yellowstone-Vulkan detailliert untersucht und das bisherige Verständnis der vulkanischen Architektur im tieferen Untergrund deutlich erweitert.

Zentrale Probleme der klassischen Mantelplume-Theorie bestehen darin, dass sie weder das überwiegend geförderte rhyolithische Magma noch die Struktur der unter dem Vulkan nachgewiesenen Magmazonen schlüssig erklärt. Auch die gekrümmte Spur der Vorläufercalderen und der großflächige Vulkanismus der Snake-River-Plain stehen im Widerspruch zu einem einfachen, senkrecht aufsteigenden Mantelplume.

Frühere Arbeiten gingen davon aus, dass subduzierte Krustensegmente der alten Farallon-Platte den Mantelplume beeinflussen, indem sie den Magmenaufstieg umlenken und auffächern. Neuere Studien zeigen jedoch, dass auch dieses Modell die beobachteten Phänomene nicht vollständig erklären kann.

Die neue Untersuchung wurde von einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Zebin Cao durchgeführt. Dabei wurden verschiedene geophysikalische Methoden kombiniert und hochauflösende Datensätze aus seismischen Netzwerken sowie geodynamischen Simulationen gemeinsam ausgewertet.

Im Zentrum der Methodik steht die seismische Tomographie, die sich in den letzten Jahren als eine der wichtigsten Methoden zur Untersuchung des tiefen Untergrunds etabliert hat. Mithilfe von Erdbebenwellen werden Unterschiede in Temperatur und Dichte im Erdinneren sichtbar gemacht, wodurch sich u.a. Magmareservoire identifizieren lassen.

Diese Daten wurden mit geodynamischen 3D-Simulationen kombiniert, die Mantelströmungen, Schmelzbildung und die mechanische Reaktion der Lithosphäre modellieren. Ergänzend wurden Daten zur Krustenverformung sowie magnetotellurische Messungen einbezogen, die Hinweise auf geschmolzene oder teilweise geschmolzene Zonen liefern. Durch die Kombination dieser Ansätze konnte erstmals ein räumlich zusammenhängendes Modell des Magmasystems unter Yellowstone erstellt werden.

Ein zentrales Ergebnis der Studie ist die Rekonstruktion eines schräg verlaufenden, translithosphärischen Magmafördersystems, das sich über mehr als 150 Kilometer durch die Erdkruste und den oberen Mantel erstreckt. Im Gegensatz zum klassischen Modell eines vertikal aufsteigenden Mantelplumes zeigt sich ein System, dessen Aufstieg stark durch die Deformation der Nordamerikanischen Platte beeinflusst wird und das in Tiefen von etwa 80 bis 100 Kilometern mit Magma gespeist wird.

Das Magma entsteht dabei überwiegend durch partielles Schmelzen von Gestein in der Asthenosphäre. Der Mantelplume fungiert in diesem Modell vor allem als Wärmequelle und besteht nicht aus Schmelze, sondern aus plastischem Gestein, das den Wärmetransport aus dem tieferen Erdmantel ermöglicht.

Unterhalb der Erdkruste bildet sich eine ausgedehnte Schmelzzone, deren Ausrichtung vermutlich auch durch die Dynamik der bereits vor Millionen Jahren subduzierten Farallon-Platte beeinflusst wird, die vor den Rocky Mountains im Erdmantel verschwindet. Da sich die Yellowstone-Caldera am Rand der Basin-and-Range-Provinz befindet, kommt es dort trotz der Orogenese der Rocky Mountains zu einer Dehnung der Erdkruste. In der Folge entstehen Brüche und Scherzonen, die als Aufstiegswege für das Magma dienen.

Was ist die Farallon-Platte?

Die Farallon-Platte war eine große ozeanische Platte im Pazifik, die seit dem Jura (vor über 150 Millionen Jahren) unter die Nordamerikanische Platte subduzierte. Über lange Zeit erzeugte diese Subduktion einen ausgedehnten Vulkangürtel entlang der Westküste Nordamerikas.

Im späten Mesozoikum und frühen Känozoikum änderte sich der Subduktionswinkel: Die Platte tauchte teilweise sehr flach ab. Dadurch verlagerte sich die tektonische Aktivität weit ins Landesinnere, während der Vulkanismus an der Küste zeitweise nachließ. Gleichzeitig wurde die Erdkruste im Westen der USA stark verformt.

Ab etwa 30 Millionen Jahren vor heute begann die Farallon-Platte zu zerbrechen und wurde nach und nach vollständig vom Erdmantel „verschluckt“. Übrig blieben kleinere Platten wie die Juan-de-Fuca-Platte.

Durch das Zerreißen der Farallon-Platte im Erdinneren entstanden Lücken („Slab Windows“), durch die heißes Mantelmaterial leichter aufsteigen konnte, während sich die Kruste im Westen zunehmend dehnte.

Diese tiefgreifenden Veränderungen im Untergrund beeinflussten die Tektonik und begünstigten den Magmatismus im Inneren des Kontinents – darunter die Orogenese der Rocky Montanis und den Yellowstone-Hotspot, der sich vor etwa 16 Millionen Jahren entwickelte.

Unter der Caldera identifiziert die Studie zwei miteinander verbundene Magmareservoire: ein tieferes, basaltisches, überwiegend kristallines „Mush“-Reservoir sowie ein flacheres, stärker schmelzreiches rhyolithisches System, das die hydrothermalen Prozesse des Yellowstones maßgeblich steuert.

Diese Ergebnisse verändern die Interpretation der vulkanischen Dynamik des Systems, ohne die Existenz tiefer Mantelprozesse grundsätzlich infrage zu stellen. Der klassische Mantelplume wird in seiner Rolle relativiert, während die Plattentektonik als aktiver Steuerungsmechanismus stärker in den Vordergrund rückt. Sie beeinflusst maßgeblich die Verteilung und den Transport der Schmelzen.

Das Yellowstone-System erscheint damit weniger als punktueller Hotspot, sondern eher als großräumig deformiertes Schmelz- und Transportsystem.

Für die Bewertung zukünftiger Eruptionen ergeben sich daraus keine Hinweise auf eine kurzfristig erhöhte Gefährdung. Zwar bestätigen die Daten das Vorhandensein großer Mengen teilweise geschmolzenen Materials, dieses liegt jedoch überwiegend in einem kristallreichen und hochviskosen Zustand vor, was meiner Meinung nach allerdings auch die Explosivität erhöht.

Solche „Mush“-Systeme erschweren die schnelle Akkumulation großer, eruptiv verfügbarer Magmamengen. Zudem deutet die komplexe, verzweigte Struktur darauf hin, dass sich Druck im System eher verteilt als lokal konzentriert aufbaut. Es gibt daher weiterhin keine Anzeichen für eine bevorstehende Supereruption.

Quelle der Studie: Cao, Z., et al. (2026).
Tectonic origin of Yellowstone’s translithospheric magma plumbing system.
Science. https://doi.org/10.1126/science.ady2027

Italien: Forscher entdecken großes Magmareservoir unter Toskana

1. Mai 202617. April 2026 von Marc Szeglat

Der toskanischer Domkomplex des Monta Amiata. © Marc Szeglat

Studie liefert neue Einblicke in die Erdkruste: Riesiges Magmasystem unter der Toskana entdeckt

Eine internationale Studie von Forschenden der Uni Genf, des INGV und weiteren Instituten zeigt, dass unter der Toskana ein außergewöhnlich großes Magmasystem existiert. Mit einem geschätzten Volumen von über 5.000 km³ teilweise geschmolzenem Gestein handelt es sich um eines der größten bislang identifizierten magmatischen Reservoirs in Europa. Das System ist tief in der Erdkruste verborgen und spielt eine zentrale Rolle für den pleistozänen Vulkanismus der Region und das bekannte Geothermiefeld von Larderello.

Um dem Magmareservoir unter der Toskana auf die Spur zu kommen, nutzte die Forschergruppe unter Leitung von Matteo Lupi (Universität Genf) eine Methode namens Ambient-Noise-Tomographie. Dabei werden nicht Erdbebenwellen ausgewertet, sondern die ständig vorhandenen natürlichen Bodenvibrationen der Erde – verursacht durch Ozeanwellen, Wind oder menschliche Aktivitäten. Die Daten wurden in einem Computer ausgewertet und zu einem 3-D-Modell zusammengefasst, wie wir es bereits von der seismischen Tomografie her kennen.

Etwa 60 seismische Messstationen zeichneten die schwachen Vibrationssignale auf. Entscheidend ist, wie schnell sich seismische Wellen im Untergrund ausbreiten: In festem Gestein sind sie schneller als in geschmolzenem Material. Durch Analyse der Laufzeitunterschiede der Vibrationswellen, die ja im Prinzip sehr schwache seismische Wellen sind, kann man die Dichte des Gesteins feststellen, durch das sie sich bewegen.

Mit diesen Daten gelang es den Forschern, ein dreidimensionales Bild der Erdkruste zu erstellen. Sie entdeckten Zonen mit stark verlangsamten Wellen, die auf Bereiche hindeuten, in denen Gestein teilweise aufgeschmolzen ist – also auf ein sogenanntes Magma-Mush-System, wie es zuletzt auch unter dem Laacher-See-Vulkan in der deutschen Vulkaneifel entdeckt wurde.

Grafische Darstellung des Magmareservoirs unter der Toskana. © Communications Earth & Environment, Studienautoren

Bei diesem System handelt es sich nicht um ein klassisches Magmareservoir bzw. eine Magmakammer, die überwiegend aus Schmelze besteht, sondern um ein verteiltes System aus kristallinem Gestein mit eingelagerten Schmelzen. Dieses erstreckt sich in etwa 8 bis 15 Kilometer Tiefe und bildet eine Art „thermischen Motor“ unter der Region.

Die Studie zeigt außerdem, dass dieses System aktiv Wärme und Fluide nach oben transportiert. Diese Energie speist seit Jahrhunderten das Geothermiefeld von Larderello, das zu den produktivsten der Welt gehört, weshalb dort ein Geothermiekraftwerk betrieben wird.

Bedeutung für die Geothermie der Toskana

Die Entdeckung hat große praktische Relevanz für die Energiegewinnung der Region. Es erklärt die ungewöhnlich hohe und nachhaltige Energieausbeute des Kraftwerks, das bereits 1913 ans Netz ging und somit zu den ältesten Geothermiekraftwerken der Welt zählt. Im Gegensatz zu anderen Geothermiekraftwerken, wo die Nutzung eines Feldes zeitlich limitiert ist und ständig neue Dampffelder erschlossen werden müssen, dauert die Energiegewinnung in Larderello ungewöhnlich lange und ein Ende der Nutzung ist noch nicht in Sicht.

Der Vergleich mit anderen großen Magmasystemen der Erde zeigt, dass das toskanische System zwar groß, aber nicht einzigartig ist. Tatsächlich scheint hier mehr Schmelze vorhanden zu sein als unter den Campi Flegrei im Süden Italiens, wo man von einem etwa 1000 km³ großen Reservoir ausgeht, wovon die Hälfte auf eine Mush-Zone entfällt und die andere Hälfte überwiegend aus Schmelz besteht. Allerdings ist die flächenmäßige Ausbreitung der süditalienischen Cadera deutlich geringer als die des Reservoirs unter der Toskana. Zudem ist das System der Campi Flegrei dynamischer.

Das Speichersystem unter der Yellowstone-Caldera ist deutlich größer. Es umfasst mehrere Magmareservoire mit einem Gesamtvolumen von Zehntausenden Kubikkilometern. Allerdings ist der Schmelzanteil gering und das System tief gestaffelt. Es gilt als klassisches „Supervulkan“-System, jedoch ohne kurzfristige Eruptionsgefahr.

Das toskanische System liegt zwischen diesen Extremen und ist:

größer als viele einzelne Vulkanfelder
kleiner als Yellowstone
weniger aktiv als Campi Flegrei
aber extrem wichtig für die Geothermie

Es ist kein klassischer „Vulkankessel“, sondern eher eine langsam arbeitende Wärmemaschine in der Erdkruste, das kontinuierlich Energie abgibt.

Die Studie verändert das Verständnis der Region grundlegend. Unter der Toskana befindet sich kein ruhender Untergrund, in dem es nur eine geringe magmatische Restaktivität gibt, sondern ein riesiges, dynamisches Wärmesystem aus teilweise geschmolzenem Gestein. Es erklärt nicht nur die außergewöhnliche Geothermie der Region, sondern liefert auch neue Ansätze für nachhaltige Energiegewinnung und Rohstofferkundung.

Weiterführender Link: Bildergalerie Thermalgebiete der Toskana

Quelle: Lupi, M. et al. (2026).
“High-enthalpy Larderello geothermal system, Italy, powered by thousands of cubic kilometres of mid-crustal magma.”
Communications Earth & Environment (Nature Portfolio)
DOI: 10.1038/s43247-026-03334-0