Neue Studie zeigt mit Hilfe von Paläomagnetik Zyklen der vulkanischen Aktivität auf La Palma
Die vulkanische Aktivität auf La Palma verlief in mehreren deutlich voneinander getrennten Phasen. Das geht aus einer neuen Studie hervor, die ein internationales Forschungsteam mithilfe paläomagnetischer Analysen erstellte. Dabei wurde das Alter von acht holozänen Ausbrüchen genau bestimmt.
La Palma sorgte vor 4 Jahren für einiges an Aufregung, als es am Cumbre Vieja zu einem Vulkanausbruch kam, der mehrere Monate anhielt und große Schäden an der Infrastruktur anrichtete. Damals wurden innerhalb von 90 Tagen fast 3000 Gebäude zerstört. Praktisch eine ganze Siedlung wurde dem Erdboden gleichgemacht. Kein Wunder also, dass man daran interessiert ist, Eruptionen besser vorhersagen zu können, um auch Neubauprojekte besser planen zu können, was bekanntermaßen sehr schwierig ist.
Ein Forscherteam unter Leitung von Andrea Magli fand heraus, dass sich während der letzten 4.000 Jahre Eruptions- und Ruhephasen auf La Palma abwechselten, so dass sich Eruptionszyklen herausbildeten. In einer frühen Eruptionsphase ereigneten sich innerhalb von 1700 Jahren nur 3 Eruptionen, gefolgt von einem Jahrtausend der Ruhe. Die aktuelle Periode ist hingegen deutlich aktiver: In den letzten 1100 Jahren kam es statistisch betrachtet etwa alle 100 Jahre zu einem Ausbruch – zuletzt 2021 beim Cumbre Vieja, bei dessen Ausbruch der Schlackenkegel Tajogaite entstanden war. Zu beachten gilt allerdings, dass solche Betrachtungen stark glätten, denn tatsächlich ereigneten sich in den letzten 100 Jahren 3 Eruptionen auf La Palma.
Die Erkenntnisse stammen aus einer paläomagnetischen Untersuchung, bei der die Ausrichtung magnetischer Mineralien in Lavagestein analysiert wurde. Diese richten sich beim Abkühlen der Lava nach dem Erdmagnetfeld aus und speichern so Informationen über den Zeitpunkt des Ausbruchs. Da sich das Magnetfeld der Erde im Laufe des Holozäns in seiner Polarität bereits 5 Mal verändert hat, lassen sich die Proben bestimmten Zeiträumen zuordnen – vorausgesetzt, man vergleicht sie mit weiteren Methoden wie Kohlenstoff-14-Datierung oder der Stratigraphie.
Die Forscher analysierten 300 Gesteinsproben von acht dokumentierten Ausbrüchen auf La Palma. Dabei wurden die Proben mit höchster Präzision entnommen und später im Labor in Rom untersucht. Die Resultate lieferten nicht nur Datierungen, sondern auch neue geologische Erkenntnisse: So könnte etwa ein Drittel des Südens der Insel in einem besonders intensiven Eruptionszyklus innerhalb von 2–3 Jahrhunderten entstanden sein.
Langfristig soll das Projekt auf den gesamten Kanarischen Archipel ausgeweitet werden. Proben wurden bereits auf Teneriffa und El Hierro entnommen, weitere Untersuchungen auf Gran Canaria, Fuerteventura und Lanzarote sind geplant. Ziel ist es, Aktivitätsmuster der letzten 10.000 Jahre zu identifizieren und dadurch das Vulkanrisiko auf den Inseln besser einzuschätzen.
Meiner Meinung nach bringen diese Erkenntnisse allerdings wenig in Bezug auf die Vorhersage von Eruptionen, sondern bestätigen nur, dass man sich aktuell in einem Eruptionszyklus befindet. Der nächste Ausbruch könnte in ein paar Jahrzehnten erfolgen oder aber auch erst in Jahrhunderten. Ebensogut könnte der aktuelle Eruptionszyklus jederzeit enden.
Was mich persönlich interessieren würde, wäre, was solche Eruptionszyklen erzeugt. letztendlich gibt es diese auch in anderen Vulkanregionen, etwa auf der isländischen Reykjanes-Halbinsel.
Übrigens, auf La Palma erwägt man den Bau von gleich 3 Seilbahnen. Eine soll über den Tajogaite hinwegführen. Offenbar plant man nicht besonders langfristig auf La Palma. (Quellen: Studie bei Science Direct, Presseberichte)
Gestern habe ich über die Sonnenaktivität geschrieben und möchte mich in diesem Artikel daran anlehnen. Es gibt Theorien, nach denen die vulkanische Aktivität der Erde an die Sonnenaktivität gekoppelt sein soll und so Eruptionszyklen entstehen. Wissenschaftliche Beweise kenne ich dafür bisher nicht. Trotzdem kann ja jeder mal die Sonnenaktivitätszyklen der letzten Jahrzehnte mit der vulkanischen Aktivität abgleichen. Spontan fallen mir zu den Maxima ein:
1968 Ätna/Bocca Nuova entsteht
1979 Ätna/Südostkrater entsteht
1980 Mount St. Helens
1991 Mount Pinatubo/Ätna Flanke
2001-2003 Ätna Flankeneruptionen
2011 Ätna Paroxysmen, Eyjafjallajökull, Grimsvötn
Aber auch im Bereich der Minima gab es beeindruckende Ausbrüche:
1963 Surtsey
1996 und 2009 Soufriere Hills
1996 Grimsvötn
2006, 2010, 2018 bis jetzt Merapi
2014 Bardarbunga
Allerdings steigen und fallen die Kurven relativ schnell und haben recht lange Plateau-Phasen, so dass es natürlich genauso Zufall sein kann, dass viele bekannte Eruptionen der letzten Jahre auf ein Maximum, bzw. Minimum der Sonnenaktivität fallen. Als Beweis für die Existenz eines solar-gesteuerten Eruptionszyklus können diese Gedanken nicht aufgefasst werden, bestenfalls als ein erster Konnex. Schon um eine Hypothese aufzustellen bedarf es weiteren Datenabgleich.
Erdbeben und Gezeitenkräfte
Da ich von mehreren Lesern darauf angesprochen wurde, hier noch einige Gedanken zu Erdbebenzyklen. In den letzten Monaten habe ich oft auf eine Verbindung zwischen Neumond/Vollmond und einer Häufung von Erdbeben hingewiesen. Am auffälligsten finde ich, dass es besonders oft ab 2 Tage vor Neumond/Vollmond zu einer Häufung von Erdbeben mit Magnituden um 6 kommt. Wissenschaftliche Studien widersprachen bisher meistens einen entsprechenden Zusammenhang, doch bei Recherchen zu diesem Artikel bin ich auf eine Studie von 2016 gestoßen, die diesen Zusammenhang bestätigt. Es ist eigentlich auch logisch, dass die Gezeitenkräfte die Tektonik der Erde beeinflussen, denn sie verformen den Erdkörper messbar: der Tidenhub wirkt sich nicht nur auf die Ozeane aus, sondern kann das Gestein in der Vertikalen um bis zu 40 cm verschieben. Für verhakte Gesteinsplatten kann das Grund genug für ruckhafte Bewegungen sein. Wenn man diesen Gedanken weiterspinnt, kommt man natürlich auch zu der Frage, wie sich die Gezeiten-bedingte Deformation der Erde auf den Vulkanismus auswirkt. Durch die Gezeitenwelle, die durch den Erdkörper läuft, entsteht Reibung die Wärme produziert. Auf dem Jupiter-Monden Io entsteht Vulkanismus ausschließlich durch Wärme, die von der Gravitation des Gasriesen Jupiter erzeugt wird. Allerdings ist diese bis zu 6000 Mal stärker, als die Gezeitenkräfte, die zwischen Erde und Mond herrschen. Doch davon später mehr.
Seit vielen Jahren versuchen Wissenschaftler herauszufinden, ob Vulkanausbrüche und Erdbeben in Zyklen stattfinden. Dabei stellt sich die Frage, ob sich solche Zyklen statistisch belegen lassen und was die treibende Kraft dahinter sein könnte. Diese Fragen werden kontrovers diskutiert und spalten die Fachwelt in 2 Lager. Viele Forscher dementieren die Existenz von Eruptionszyklen und Erdbebenzyklen, doch einige Befürworter versuchen diese Zyklen zu beweisen.
Ich selbst beobachte an meiner Berichterstattung im Newsblog, dass sich sowohl Erdbeben, als auch Vulkanausbrüche phasenweise häufen. Seit September 2017 beobachte ich eine weltweite Zunahme vulkanischer Aktivität, während es in den 2 Jahren zuvor relativ ruhig war. Dafür gab es zwischen 2014 und 2017 zahlreich starke Erdbeben, die meine Berichterstattung dominierten. Solche Verlagerungen der Berichtschwerpunkte beobachtete in den letzten 20 Jahren mehrmals. Doch dies ist noch kein Beweis für die Existenz von Zyklen, zumal meine Beobachtungen relativ kurz periodische Schwankungen implizieren. Statistisch gesehen sind solche kurz periodischen Schwankungen schwer zu erfassen und nicht geeignet Prozesse zu erklären, welche man in geologischen Zeitskalen erfassen müsste. Dies ist ein generelles Problem: da die Vulkanologie eine recht junge Wissenschaft ist, liegen nicht genug verlässliche Daten vor, um glaubhafte Statistiken in Bezug auf Eruptionszyklen zu erfassen. Nichtsdestotrotz wollen einige Forscher zyklische Phasen erhöhter vulkanischer Aktivität ausfindig gemacht haben und suchen nach den Kräften, welche diese Verursachen könnten.
Verminderte Sonnenaktivität als Auslöser verstärkter Eruptionstätigkeit
Als Kandidat, das Innere der Erde zu beeinflussen, kommt die Sonne infrage. Diese durchläuft einen 11 jährigen Aktivitätszyklus, welcher sich sichtbar in der Manifestation von Sonnenflecken widerspiegelt. Für 2018/2019 wird ein Minimum der Sonnenfleck-Aktivität erwartet. Während dieser Zeit treten auf der Sonne kaum Sonnenflecken auf und es kommt selten zu koronalen Massenauswürfen. Es gibt also wenige Sonnenwind der die Erde erreicht. Die Sonne strahl gleichmäßiger und auf ihrer Oberfläche ist es heißer, als während eines Sonnenfleck-Maximums. Es bilden sich nur sehr wenige Sonnenflecken. Zudem gibt es längere Perioden ungewöhnlich hoher, oder niedriger Sonnenaktivität. Während es logisch erscheint, dass ein solares Minima das Klima der Erdatmosphäre beeinflussen kann, ist es weniger augenfällig, wie es sich auf den Erdmantel auswirken soll. Forscher haben die Theorie aufgestellt, dass durch den Rückgang der Sonnenaktivität, die kosmischen Hintergrundstrahlung stärker auf das Erdinnere einwirkt. Diese Strahlung besteht überwiegend aus Neutronen, welche tief in die Erde eindringen können. Kollidieren diese mit Atomkernen, wird vergleichsweise viel Energie freigesetzt. Erst kürzlich ist es gelungen eine Quelle der kosmischen Hintergrundstrahlung aufzuspüren und tatsächlich eine Neutron-Atom-Kollision zu beobachten und die Energiefreisetzung zu ermitteln. Allerdings treffen Neutronen verdammt selten auf Atome und es ist völlig unklar, ob die freigesetzte Energie reicht, messbare Veränderungen im Erdinneren hervorzurufen. Grundlage dieser Theorie lieferte ein ungewöhnlich langes Sonnen-Minimum (Dalton-Minimum), welches eine kleine Eiszeit im späten 18. Jahrhundert ausgelöst haben soll. Diese kleine Eiszeit dauerte bis ins frühe 19. Jahrhundert. In dieser Periode ereigneten sich die katastrophalen Eruptionen von Laki und Tambora.
Änderungen im Gravitationsfeld durch besondere Planetenkonstellationen
Ein weiterer kosmischer Auslöser von Eruptionszyklen, könnten besondere Planeten-Konstellationen sein. Normalerweise liegt das gravitative Zentrum (Baryzentrum) des Sonnensystem in der Sonne. Als Mittelpunkt des Sonnensystems drehen sich die Planeten um unser Zentralgestirn. Allerdings haben die Massen der Planeten Einfluss auf die Lage des Baryzentrums. Besonders die massen-reichen Planeten Jupiter und Saturn zerren an dem Schwerpunkt des Systems. Befinden sich alle Planeten in einem Sektor, dann kann sich das Baryzentrum sogar um bis zu 2 Sonnendurchmesser außerhalb der Sonne verlagern. Diese Veränderung des gravitativen Zentrums des Systems wirkt sich auch auf die Planeten aus. Die Gezeitenkräfte auf der Erde, beeinflussen nicht nur Ebbe und Flut, sondern deformieren auch den gesamten Erdkörper. Änderungen in der Gravitation des Sonnensystems könnten die Reibungsverhältnisse im Erdinneren verändern und zusätzliche Energie in Form von Reibungshitze freisetzen. Zudem ist es denkbar, dass sich Stress und Strain in der Erdkruste ändern und somit auf bereits vorhandene Magmenkörpern einwirken. Tatsächlich lassen sich einige große Eruptionen der letzten Jahrzehnte mit einer Verlagerung des Baryzentrums außerhalb der Sonne korrelieren. Aber dies könnte natürlich Zufall sein. Das eine Große Konjunktion zwischen Jupiter und Saturn Vulkanausbrüche triggern können, halte ich für unwahrscheinlich. Wenigstens gab es diesbezüglich in den letzten 2 Jahrhunderten keine auffallenden Korrelationen. Nicht gänzlich außer acht lassen sollte man auch die Gravitation des Mondes. Diese ändert sich ebenfalls mit dem Abstand Erde-Mond zyklisch. Allerdings durchläuft der Mond mehrmals im Jahr sein Perigäum und wird zum Supermond.
Bufferung im Erdinneren
Qualitativ sind die Energieänderungen von gravitativen Kräften und Neutronen-Atomen-Kollisionen im Erdinneren nur sehr schwer zu erfassen. Während viele Forscher sagen, die Kräfte seien zu gering, um sich messbar auf das Erdinnere auszuwirken, gebe ich zu bedenken, dass laut Chaos-Theorie kleinste Änderungen in chaotischen Systemen große Auswirkungen haben können. Allerdings ist auch klar, dass das Erdinnere zwar dynamisch ist, dass Änderungen im System aber gebuffert werden und sich nur sehr langsam fortpflanzen. Wenn sich eine Energiezufuhr im Erdinneren nun auf die Bildung magmatischer Schmelze im oberen Erdmantel auswirken würde, dann würde es Äonen dauern, bis sich diese Änderungen bis zur Erdoberfläche fortpflanzen. Die treibenden Kräfte hinter Vulkanausbrüchen und Erdbeben sind mit der Konvektion plastischen Materials im Erdinneren korreliert. Dieses bewegt sich in Konvektionszellen, welche die Erdkrustenplatten wie auf einem Förderband verschieben. Allerdings sind diese Bewegungen langsam und spielen sich im Bereich weniger Zentimeter pro Jahr ab. Auch die Bildung neuer Schmelze ist ein recht langwieriger Prozess. So halte ich es für extrem unwahrscheinlich, dass sich extern verursachte Änderungen im System Erde tatsächlich fast zeitgleich an der Erdoberfläche auswirken. Wenn es eine Beeinflussung gib, dann müsste diese mit vielen Jahren Verzögerung eintreten. Kurzum, die aktuelle Häufung von Vulkanausbrüchen wird sehr wahrscheinlich nicht durch das aktuelle Sonnen-Minimum verursacht.
Alles nur Zufall?
Ist eine vermeintlich gesteigerte vulkanische Aktivität nun Zufall, oder existiert sie am Ende gar nicht? Eine Studie neueren Datums geht davon aus, dass wir Opfer unserer Wahrnehmung werden, wenn wir meinen, dass sich in den letzten Jahren Vulkanausbrüche und andere Naturkatastrophen häufen. Demnach gibt es einen Zusammenhang zwischen Populationszunahme, Digitalisierung und Informationsverbreitung: je mehr Menschen auf dem Planeten leben, desto mehr Ereignisse werden beobachtet. Dank der Digitalisierung verbreiten sich Nachrichten im globalen Dorf immer schneller. Dem möchte ich nicht widersprechen! Allerdings glaube ich nicht, dass dieser Effekt in den letzten 3 Jahren so groß geworden ist, dass er meine subjektive Wahrnehmung dermaßen beeinflusst. Ich stelle fest: derzeit gibt es eine Häufung von Vulkanausbrüchen. Ob diese Häufung zufällig auftritt, oder ein Indiz für Zyklen ist, vermag ich nicht zu sagen. Jenseits der hier diskutierten Möglichkeiten mag es noch andere Ursachen für Eruptionszyklen geben, denen die Forscher bisher nicht auf die Spur gekommen sind. Geologie, Vulkanologie und Seismologie sind vergleichsweise junge Wissenschaften und wir arbeiten mit Modellen die noch lange nicht in der Lage sind, sämtliche Phänomene der Erde zu erklären. Update 25.09.20:
Im Minimum gefangen
Anfang 2020 ereignete sich am Taal-Vulkan auf den Philippinen der bis jetzt letzte bedeutende Vulkanausbruch. Meine -subjektive- Wahrnehmung sagt mir, dass wir uns nun in einem Eruptions-Minimum bewegen. Tatsächlich reduzierte sich die Zahl der eruptierenden Vulkane innerhalb von einem Jahr von 54 auf 44. Die Aktivität liegt unter dem langjährigen Durchschnitt von 50 eruptierenden Vulkanen pro Jahr.
