Zonierte Pyroxenkristalle liefern Hinweise auf den verborgenen Magmenmotor des Cumbre-Vieja-Ausbruchs auf La Palma
Fünf Jahre nach dem spektakulären Vulkanausbruch des Cumbre Vieja auf La Palma sind die Forscher immer noch damit beschäftigt, dem Rätsel des Magmenaufstiegs auf die Spur zu kommen, nicht zuletzt, um bessere Vorhersagemodelle zu Vulkanausbrüchen zu liefern, die eventuell auch auf den Pico del Teide auf Teneriffa und anderen Inselvulkanen mit vergleichsweise geringen Magmenaufstiegsraten übertragbar sind. Nun sind Forscher um Alberto Caracciolo von der Universität Island dem Rätsel ein Stück weit auf die Spur gekommen.
Eine Schlussfolgerung der Studie, die am 24. September in Nature Communications veröffentlicht wurde, ist, dass sich unter der Vulkaninsel La Palma ein komplexes Wechselspiel von Magmen unterschiedlichen Ursprungs abspielt. Die Forscher untersuchten zonierte Klinopyroxen-Kristalle aus den Cumbre-Vieja-Eruptionen von El Charco 1712, Teneguía 1971 und Tajogaite 2021. Die Minerale erwiesen sich dabei gewissermaßen als geologische Zeitkapseln, in deren chemischer Randzonierung sich die Geschichte des Magmas konserviert hat und mit modernen Untersuchungsmethoden auslesen ließen.
Im Zentrum der Studie steht ein bislang unterschätzter Magmaspeicher in 18 bis 25 Kilometern Tiefe. Dort existiert unter der Cumbre Vieja ein relativ kühler, stark kristallreicher phonolithischer Kristall-Mush. Seine Temperatur wird auf etwa 1000 bis 1025 Grad Celsius geschätzt. Dieser Magmenbrei kann lange Zeit im Untergrund existieren, ohne unmittelbar eine Eruption auszulösen oder einfach abzukühlen.
Dieser Magmabrei ist relativ stabil und löst ohne weiteres Zutun keine Eruption aus. Das entscheidende Ereignis ist offenbar die Zufuhr deutlich heißeren, basaltischen Magmas mit Temperaturen von etwa 1100 bis 1150 Grad Celsius, das in den Kristalbrei eindrang. Dieses Magma liefert Wärme und neues Material, mobilisiert Teile des Kristall-Mushs und setzt einen Aufstiegsprozess in Gang. Die Kristallränder zeigen, dass eine solche mafische Zufuhr bereits mindestens eine Woche vor den untersuchten Eruptionen stattgefunden haben muss.
Damit lässt sich auch die Eruption von 2021 in einen größeren zeitlichen Zusammenhang betrachten. Eine im Februar 2026 veröffentlichte interdisziplinäre Studie rekonstruiert für die Jahre vor Tajogaite mehrere Phasen magmatischer Aktivität. Bereits 2017 und 2018 wurden tiefe seismische und geochemische Veränderungen registriert, die auf Magmenaufstieg in der Tiefe hindeuteten. Eine weitere Intrusion wird für 2020 angenommen. Die Autoren sehen darin eine schrittweise Reaktivierung des Magmasystems.
Dabei sollte man die frühen Intrusionen allerdings nicht einfach mit den Dykes gleichsetzen, die in den Kristallbrei eindrangen und den neuen Erkenntnissen zufolge schließlich zur Eruption führten. Für 2020 sprechen Deformationsmuster, Gasdaten und die Zonierung von Olivinkristallen für eine Intrusion, wobei die Mineralchemie dabei eher auf eine Wechselwirkung bereits vorhandener Magmenkörper hindeutet als auf einen direkten Aufstieg primitiven Mantelmagmas aus einer Mantelquelle. Für den letzten Impuls unmittelbar vor der Eruption werden dagegen Ende August bis Mitte September 2021 als mögliche Zeitspanne ermittelt. Während der anschließenden Dyke-Propagation stieg das Magma schließlich zur Oberfläche auf und führte dort zur Eruption.
Die verschiedenen Studien beschreiben damit unterschiedliche Abschnitte desselben Systems: Die neue Kristallstudie zeigt den tiefen Magmenmotor, die Untersuchungen von 2026 rekonstruieren die mehreren Intrusionen und die zeitliche Reaktivierung vorhandener Magmenkörper, während die geophysikalischen Daten den späteren Aufstieg in höhere Bereiche erfassen.
Bemerkenswert ist zudem, dass der Prozess offenbar nicht mit einem einzigen Magmenstoß beendet war. Während der 85 Tage dauernden Eruption von Tajogaite kam es zu Veränderungen der Magmazusammensetzung. Mineralogische Daten sprechen unter anderem für eine weitere Intrusion zwischen dem 10. und dem 15. Oktober. Der Anteil tieferen, mafischeren Magmas nahm zeitweise zu.
Das neue Modell zeichnet somit kein Bild einer einfachen Magmakammer, die sich füllt und plötzlich ausbricht. Vielmehr handelt es sich bei dem Magmaspeicher unter La Palma um ein mehrstufiges, dynamisches System, in dem wiederholte Magmenzufuhren einen tiefen Kristall-Mush reaktivieren. Die zonierten Kristalle bewahren dabei die Spuren dieser Vorgänge und ermöglichen es den Forschern, Ereignisse zu rekonstruieren, die sich kilometerweit unter der Insel abgespielt haben.
Unter diesen Aspekten erscheint die Eruption von 2021 nicht als isoliertes Ereignis, sondern als Ergebnis einer über Jahre aufgebauten magmatischen Entwicklung. Der Umstand, dass bei den Vorgängereruptionen ebenfalls zonierte Klinopyroxene gefunden wurden, liefert einen Hinweis, dass es sich nicht um einen einmaligen Prozess handelt, sondern um ein wiederkehrendes Eruptionsmuster.
Auch wenn diese Erkenntnisse nicht 1:1 auf andere Vulkane zurückzuführen sind, könnten unter der Nachbarinsel Teneriffa ähnliche Prozesse ablaufen, die sich bis jetzt in der tiefen Erdbebenserie widerspiegeln, die wir früher in diesem Jahr bezeugen konnten. Zwar interpretiert INVOLCAN die aktuellen Schwärme vor allem als Reaktion des hydrothermalen Systems auf die Zufuhr magmatischer Fluide. Die neue Studie von La Palma zeigt aber, dass sich in der Asthenosphäre der Kanareninseln komplexe, über längere Zeiträume aktive Magmensysteme befinden können. Ob die Schwarmseismizität Teneriffas lediglich von Druckänderungen eines ungeöhnlich tiefen hydrothermalen Systems zeugt oder Prozesse in einem tieferen Magmenreservoir abbildet, lässt sich aus den La-Palma-Daten allein nicht beantworten. Die wiederkehrende Aktivität macht diese Frage allerdings besonders interessant.
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Quellen:
- Caracciolo, A. et al. (2026): Recurrent evacuation of mantle mush in ocean islands revealed by clinopyroxene from La Palma. Nature Communications 17, 9362. DOI: 10.1038/s41467-026-77213-9.
- Albert, H. et al. (2026): An interdisciplinary approach to the pre- and syn-eruptive magma dynamics during the Tajogaite monogenetic eruption (La Palma, 2021). Frontiers in Earth Science 14. DOI: 10.3389/feart.2026.1677805.
- Remote-Sensing-Studie 2026: [Tajogaite/InSAR-Untersuchung der präeruptiven Deformation und Magmenbewegung], Remote Sensing 18 (2026), 485. DOI: 10.3390/rs18030485