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.
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