Erdbebentätigkeit steigerte sich auf Island wieder – Bodenhebung an zwei Vulkanen
Mit Beginn der Eruption der Sundhnúkar-Kraterreiche im Svartsengigebiet auf Island nahm die Seismizität nicht nur auf der Reykjanes-Halbinsel ab, sondern auch in weiten Teilen Islands. Das änderte sich in den letzten Tagen, denn es wurden wieder zahlreiche Erdbeben registriert. Auf der ganzen Insel waren es innerhalb von 48 Stunden 113 Erschütterungen. Sicher ist das kein neuer Rekordwert, aber eine deutliche Zunahme gegenüber den letzten 3 Wochen. Auffällig ist eine Zunahme der Seismizität am Fagradalsfjall, im Kysuvik-System und am Bláfjöll, wobei es unklar bleibt, ob die Beben hier im Zusammenhang mit einem geänderten Spannungsfeld im Bereich von Svartsengi stehen, oder ob sie erste Symptome einer tiefen Magmenakkumulation im Untergrund sind. Natürlich kann es sich auch um eigenständige tektonische Erschütterungen in den jeweiligen Spaltensystemen handeln: Man darf nicht vergessen, dass ganz Island auf dem Mittelatlantischen Rücken liegt. Entlang der kontinentalen Naht findet Divergenz statt, weil sich die Platten von Amerika und Eurasien voneinander entfernen. So lassen sich natürlich auch die Erdbeben außerhalb von Reykjanes erklären, auch wenn sich die meisten davon an Zentralvulkanen ereigneten. Das stärkste Erdbeben hatte übrigens eine Magnitude von 2,9 und lag unter dem Hofsjökull.
Die erwähnte Bodenhebung manifestiert sich z.B. im Bereich von Svartsengi. Im Vergleich zur früheren Hebungsrate vor der Eruption ist sie aber gering. Innerhalb von 3 Wochen hob sich der Boden um 4 Zentimeter. Berücksichtigt man aber, dass die Eruption noch im Gange ist und ein Lavastrom gefördert wird, darf man die Vorgänge weiterhin mit Spannung beobachten. Anzeichen für ein baldiges Ende des Ausbruchs gibt es nicht und die Parallelen zur ersten Fagradalsfjall-Eruption werden immer deutlicher.
Starke Bodenhebung der Askja detektiert
Stärker als bei Svartsengi präsentiert sich die Bodenhebung der Askja. An der Messstation OLAC schoss der Boden in den letzten 4 Wochen um fast 15 Zentimeter in die Höhe. Seit Beginn der Hebungsphase hob sich der Boden um 80 Zentimeter. Stellt sich die Frage, wie elastisch der Untergrund noch ist und ob es nicht bald zu Brüchen kommt. Auffällig ist, dass die anderen Messstationen in der Caldera dem steilen Aufwärtstrend von OLAC nicht folgen.
Neue Erdbeben im Krýsuvík-System auf Reykjanes sorgen für Sorgen
Während im Svartsengi-System auf Reykjanes die Eruption anhält, sorgt man sich über einen möglicherweise zusammenbrauenden Vulkanausbruch im benachbarten Krýsuvík-System. Grund hierfür lieferte ein weiterer Erdbebenschwarm im Spaltensystem unweit der isländischen Hauptstadt Reykjavik. Innerhalb von 48 Stunden registrierte das seismische Netzwerk auf der Halbinsel 74 Erdbeben. Einige davon manifestierten sich im Bereich der aktuellen Eruption und am Fagradalsfjall, die meisten Beben gab es aber im Süden des Krýsuvík-Systems. Dieser Bebenschwarm rief wieder isländische Geowissenschaftler auf den Plan, die ihre Einschätzungen der Situation in einem RUV-Artikel preisgaben.
Während einer eruptiven Phase auf Reykjanes, die vor gut 8000 Jahren stattfand, floss Lava aus Eruptionsspalten im Krýsuvík-System, die auf das Gebiet von Reykjavik zuhielten. Ein Lavastrom ergoss sich damals südöstlich von Hafnarfjörður ins Meer. Die tektonischen Risse des Systems strecken ihre Finger bis nördlich der Hauptstadt aus. Dort gibt es Gebiete, die Aufgrund der Erdbebengefahr und der Möglichkeit von Spaltenöffnungen nicht bebaut werden dürfen.
Geophysiker Freysteinn Sigmundsson erklärte, dass das Geothermiegebiet in Seltún im Zentrum des aktuellen Geschehens im Krýsuvík-System liegt. Dort werden sehr heiße Gase ausgestoßen und das Wasser in den Thermalbecken ist so heiß, dass es kocht. Ihre Energie erhalten die postvulkanischen Erscheinungen durch einen Magmenkörper, der im Untergrund steckt und langsam abkühlt. So war die bisherige Meinung. Nun gibt es aber Anzeichen dafür, dass der Magmenkörper aufheizt. Dafür sprechen nicht nur die zahlreichen Schwarmebben, die sich in den letzten Monaten dort ereigneten, sondern auch eine schwache Bodenhebung, die man vor allem im Herbst 2020 feststellte.
Die Geoforscher können nicht genau vorhersagen, ob und wann es zu einer Eruption im Krýsuvík-System kommen wird, aber sie sind sich einig, dass hierfür ein Risiko besteht. Auch wenn sich die seismische Aktivität momentan auf den Südteil des Risssystems beschränkt, ist es nicht auszuschließen, dass es auch im Nordteil Aktivität geben wird. Daher sollte für den Fall einer Eruption man Notfallpläne für das Hauptstadtgebiet entwickeln. Gefahr geht nicht nur von möglichen Lavaströmen aus, die Reykjavik erreichen könnten, sondern auch von den vulkanischen Gasen, die die Luft verschmutzen könnten.
Meiner Meinung nach ist es zwar möglich, dass das Krýsuvík-System erwacht, doch Anzeichen eines unmittelbar bevorstehenden Vulkanausbruchs sehe ich nicht. Unklar ist auch, ob die aktuellen Erdbeben nicht durch ein verändertes Spannungsfeld zustande kommen, das durch die signifikanten Bodendeformationen im Svartsengi-System hervorgerufen wird.
Erdbeben M 3,3 im Krýsuvík-System – Neue Gefahrenkarte für das Svartsengi-Gebiet
Datum 02.02.2024 | Zeit: 04:03:58 UTC | Lokation: 63.92 ; -22.09 | Tiefe: 5 km | Mb 3,3
Heute Nacht um 4:03 Uhr gab es auf der Halbinsel Reykjanes ein Erdbeben der Magnitude 3.3. Es manifestierte sich im Krýsuvík-System in der Nähe vom Djúpavatn. Der Erdbebenherd befand sich in 8 km Tiefe. Eine halbe Stunde später gab es im gleichen Gebiet ein weiteres Ereignis der Magnitude 2,6. Es folgten einige kleinere Nachbeben. Obwohl die Magnitude des ersten Erdstoßes im wahrnehmbaren Bereich lag, gingen bei den Erdbebenexperten von IMO keine Wahrnehmungsmeldungen ein. In den letzten Tagen und Wochen gab es öfter Erdbeben im Krýsuvík-System, und manche Geowissenschaftler denken, dass sich auch hier mittelfristig ein Vulkanausbruch anbahnen könnte. Dafür sprach eine schwache Bodenhebung, die im letzten Herbst dort detektiert wurde. Allerdings misst man dort aktuell eine leichte Subsidenz.
Anders sieht es hingegen in der Nachbarschaft aus: am wenige Kilometer westlich gelegenen Fagradalsfjall gibt es eine schwache Bodenhebung, die man an der Messstation GOHN sehen kann, die seit einigen Tagen sporadisch wieder online ist und Daten liefert. Seit Dezember hob sich der Boden um 15 mm.
6,5 Millionen Kubikmeter Magma unter Svartsengi
Wiederum einige Kilometer westlich liegt das aktuelle Sorgenkind Svartsengi, wo Seismizität und Bodenhebung weiterhin anhalten. Es sieht so aus, als würde die Hebungsrate leicht nachlassen, was bekanntermaßen damit zu tun haben kann, dass der Druck im Magmensystem immer weiter ansteigt. Daher benötigt aufsteigendes Magma immer mehr Power, um in geringere Tiefen aufzusteigen, was natürlich den Zustrom bremst.
Die Bodenhebung beträgt an der Messstation SENG seit dem 10. November inzwischen 55 cm. Seit der Eruption vom 18. Dezember hob sich der Boden um 24 cm.
Auf GPS-Daten basierende Modelle deuten darauf hin, dass sich unter der Svartsengi-Region etwa 6,5 Millionen Kubikmeter Magma angesammelt haben. Ich hätte gedacht, dass es mehr ist.
Die IMO-Forscher gehen davon aus, dass es innerhalb der nächsten 14 Tage wahrscheinlich zu einem neuen Ausbruch kommen wird. Da das Eruptionsrisiko gestiegen ist, wurde die Gefahrenkarte aktualisiert und Zone 4 – wo ein Ausbruch am Wahrscheinlichsten scheint – wieder in rot markiert.
Erdbeben und Bodenhebung gehen weiter – Spaltensystem Krýsuvík erwacht
Auf der isländischen Reykjaneshalbinsel hat sich seit meinem letzten Update nicht viel verändert: Bodenhebung und Erdbebenaktivität halten weiter an, scheinen sich aber etwas abzuschwächen bzw. zu verlagern. IMO berichtete heute Morgen, dass es gestern etwa 30 Erschütterungen am Dyke gegeben hat. Nur 7 Beben wurden dort nachts detektiert. Schaut man sich allerdings die Shakemap an, erhält man aber nicht den Eindruck, dass es signifikant weniger Erdbeben als in den letzten Wochen gibt. Insbesondere gibt es eine Zunahme der Erdbebentätigkeit im Krýsuvík-Spaltensystem, zu dem einige Autoren auch den Fagradalsfjall zählen.
In einem MBL-Interview äußerte sich der Vulkanologe Ármann Höskuldsson und meinte, dass er eindeutige Anzeichen dafür sehe, dass das Krýsuvík-System aktiver wird und rechnet damit, dass es sich auf eine Eruption vorbereitet. Das Brisante daran ist, dass sich die nordöstlichen Ausläufer der Spalten bis vor die Tore der Hauptstadt erstrecken. Dieses System war auch für die letzten Eruptionen nahe Reykjavik verantwortlich, was allerdings schon einige Jahrhunderte her ist. Als Anzeichen des Erwachens nannte der Vulkanologe die Erdbebenaktivität der Region sowie ein An- und Abschwellen des Bodens, das durch die Bewegung magmatischer Fluide verursacht wird. Allerdings machte Ármann die Einschränkung, dass man nicht sagen könne, wann es zu einem Ausbruch kommen könnte. Es könnte zeitnahe geschehen oder noch Jahrzehnte dauern. Ármann Höskuldsson gab bereits gestern bei MBL Statements ab. In einem bestätigte er quasi, was ich seit längerem vermute: dass das Magmenspeichersystem im Bereich von Svartsengi viel komplexer ist, als man zu Anfangs dachte. Die Vorgänge lassen sich nicht mehr durch die Bildung eines Sills unter Svartsengi erklären, denn dafür breitet sich die Schmelze unterirdisch in zu vielen Richtungen und mit zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus. Auch dass es beim jüngsten Ausbruch nicht zu einer deutlichen Absenkung bei Svartsengi kam, sondern andere Areale absackten, zeigt, dass die Schmelze aus einem verzweigten Speichersystem in den neuen Magmatischen Gang intrudierte.
Die Reykjaneshalbinsel liegt im Südwesten von Island und ist im Vergleich zu anderen isländischen Halbinseln mit einer Fläche von ca. 800 Quadratkilometern relativ klein. Die Halbinsel erstreckt sich von der Hauptstadtregion Reykjavik im Nordosten bis hin nach Keflavik im Westen und beherbergt somit zwei der wichtigsten Städte Islands. Außerdem gibt es hier das Geothermalkraftwerk Svartsengi, dem das Thermalbadressort Blaue Lagune angeschlossen ist. Hierbei handelt es sich um eine wichtige Touristenattraktion. Auf Reykjanes gibt es viele Thermalgebiete und der Untergrund ist hier besonders heiß. Der geothermische Gradient ist teilweise um das 10fache überhöht, so dass in 1000 m Tiefe Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius herrschen.
Svartsengi ist nicht das einzige Geothermalkraftwerk der Region, denn im Bereich der Reykjaneshalbinsel gibt es insgesamt 4 Geothermalkraftwerke, von denen 2 direkt auf der Halbinsel liegen und 2 weitere mit einem Spaltensystem assoziiert sind, das seine Finger bis auf Reykjanes ausstreckt. Bei diesem Spaltensystem handelt es sich um das Hengill-System, womit wir beim Thema wären.
Spalten- und Vulkansysteme auf Reykjanes
Die Reykjaneshalbinsel ist die oberseeische Verlängerung des ansonsten unterseeisch verlaufenden Reykjanesrückens, der Teil des Mittelatlantischen Rückens ist. Entlang des Rückens driften die Kontinentalplatten von Nordamerika und Europa auseinander, wobei sich die Kontinente im Jahr um mehr als 2 cm voneinander entfernen. Entsprechend groß sind die Zugspannungen, die das Gestein der Reykjaneshalbisnel zerreißen, was sich in einer äußerst lebendigen Tektonik mit vielen Erdbeben und Vulkanausbrüchen äußert.
Der Reykjanesrücken bildet auf der Halbinsel eine Südwest-Nordost streichende Spreizungszone auf der mindestens 5 Spaltensysteme liegen. Die Spaltensysteme sind nicht nur tektonisch aktiv, sondern auch vulkanisch. So gehört zu den Spaltensystem oft ein dominierender Zentralvulkan oder wenigstens ein Vulkanrücken bzw. Spaltenvulkan mit unterschiedlichen Ausbruchsstellen auf denen sich entweder Kraterreihen oder/und einzelne Vulkane bildeten. Die Vulkane von Reykjanes sind Teil der Westlichen Vulkanzone Islands.
Bei den Spaltensystemen handelt es sich um:
Reykjanes-Risssystem: Dieses Riss- und Spaltensystem erstreckt sich entlang der Westspitze der Reykjaneshalbinsel und tangiert den internationalen Flughafen Keflavik. Der Zentralvulkan Gunnuhver war zuletzt zwischen den Jahren 1210 bis 1240 aktiv. Zu dieser Zeit entstand auch die Eldvörp-Kraterreihe, die in der Grenzregion zum benachbarten Spaltensystem liegt. Der stärkste Ausbruch hatte vermutlich einen VEI4. Submarine Eruptionen des Reykjanes-Spaltenssystems gab es 1831. In den Jahren 1966 und 1970 wurden submarine Eruptionen vermutet. Am Vulkan Gunnuhver gibt es heute ein Thermalgebiet, das seit 2006 aktiver geworden ist.
Svartsengi-System: An diesem Spaltensystem gab es die jüngsten Eruptionen auf der Reykjaneshalbinsel, die sich am 18. Dezember 2023 und am 14. Januar 2024 zutrugen. Das Svartsengi-Vulkansystem hat keinen zentralen Vulkan, sondern setzt sich aus Spalten, Kegeln und Vulkankratern über eine Länge von über 30 km und eine Breite von 7 km zusammen. Diese sind von Nordosten nach Südwesten ausgerichtet und von Lavafeldern umgeben. Zu den markantesten vulkanischen Manifestationen zählen Thorbjörn, Sýlingarfell, Stóra-Skógfell und Litla-Skógfell und die Sundhnúkur-Kraterreihe, entlang derer sich die Eruptionsspalte vom 18. Dezember 2023 öffnete. Diese Kraterreihe entstand vor ungefähr 2400 Jahren und stellten die jüngsten Ausbrüche des Systems dar, bevor es jetzt wieder aktiv geworden ist. Manche Autoren sprechen davon, dass die Aktivität des Reykjanes-Risssystems aus dem 13. Jahrhundert auch auf die Region des Svartsengi-Systems übergriff.
Krýsuvík-Spaltensystem: Das Krýsuvík-System ist ein weiteres bedeutendes tektonisches System auf der Reykjaneshalbinseldass auch für seine geothermale Aktivität und vulkanischen Erscheinungen bekannt ist. Namensgebend ist das Krýsuvík-Thermalgebiet. Zentralvulkan ist allerdings der westlich des Kleifarvatn gelegene Schildvulkan Trölladyngja, weshalb das System auch Trölladyngjavulkansystem genannt wird. Der Schildvulkan brach zuletzt zwischen den Jahren 1151–1188 aus. Eine weitere Eruption gab es möglicherweise im 14. Jahrhundert. Die Wissenschaftler sind sich uneinig darüber, ob der Tafelvulkan Fagradalsfjall, der seit März 2021 aktiv ist und seitdem das Lavafeld Fagradalshraun schuf, zu diesem System gehört, oder ob es ein eigenständiges Spaltensystem bildet, das zwischen Svartsengi und Krýsuvík liegt. Fagradalsfjall liegt auf einem Risssystem, das 5 x 15 km misst.
Brennisteinsfjöll-Spaltensystem: Dieses Spaltensystem befindet sich nordöstlich des Krýsuvík-Gebiets. Es ist mit der Brennisteinsfjöll-Vulkanreihe verbunden, die mehrere Vulkane umfasst, aber keinen Zentralvulkan hat. Insgesamt wurden etwa 20–30 Ausbruchsserien im Vulkansystem der Brennisteinsfjöll festgestellt, etwa 10 davon nach der Besiedelung Islands. Im 14. Jahrhundert flossen Lavaströme ins Meer und bildeten Lavafälle an steilen Hängen.
Hengill-System: Die Hengill-Ausbruchsspalte liegt östlich von Reykjavík und ist mit dem Hengill-Vulkan verbunden. Dieses Gebiet zeigt Anzeichen von geothermaler Aktivität, darunter heiße Quellen und geothermale Felder. Vom Hengillsystem liegt nur das Südwestende im Gebiet der Reykjaneshalbinsel. Im Nordosten reicht es bis zum Thingvallavatn in Südisland. Seitdem Ende der Eiszeit gab es hier vier Spalteneruptionen. Sie fanden vor allem an der Nordseite des Vulkansystems statt. Die letzten Eruptionen ereigneten sich vor ca. 1.900 Jahren.
Die Reykjanes-Halbinsel in Island ist etwa 15-20 Millionen Jahre alt und war während den verschiedenen eiszeitlichen Perioden von Gletschern bedeckt. Über das eruptive Geschehen vor der letzten Eiszeit weiß man nur wenig. Die meisten vulkanischen Erhebungen der Reykjaneshalbinsel entstanden während der letzten Eiszeit unter der Gletscherbedeckung und weisen deshalb häufig abgeflachte Gipfel auf. Die heute sichtbaren Schlackenkegel und Lavafelder sind nach dem Schmelzen der Gletscher vor ca. 10.000 Jahre entstanden.
Typisch für den Vulkanismus auf Reykjanes scheint zu sein, dass die vulkanische Aktivität in Zyklen abläuft, zwischen denen bis zu tausend Jahre lange Ruhephasen liegen, während die aktiven Phasen bis zu 300 Jahre andauern. In diesen Phasen können die unterschiedlichen Spaltensysteme nacheinander aktiv werden.
Viele der Lavafelder bedecken eine Fläche von 50 Quadratkilometer und sind in Eruptionsphasen der Spaltenvulkane entstanden, die meistens mehrere Jahrzehnte dauerten. Daher gehen die Geowissenschaftler davon aus, dass die aktuelle Eruptionsphase gerade erst begonnen hat und noch lange anhalten könnte.
Die Eruptionsphase begann mit dem Fagradalsfjallausbruch im März 2021. Vorher gab es einige Monate lang Erdbeben und Bodenhebungen auf Reykjanes. Es folgen 2 weitere Ausbrüche, die ca. 14 Tage dauerten. Im Herbst 2023 verlagerte sich die Aktivität in Richtung des Svartsengi-Systems.
Die Vulkane auf Reykjanes fördern überwiegen Tholeiitschen Basalt. Das ist eine spezifische Art von basaltischer Lava mit einer charakteristischen chemischen Zusammensetzung. Tholeiitische Magmen sind in der Regel arm an Alkalien (Natrium- und Kaliumoxid) und haben eine hohe Konzentration an Eisenoxid (FeO) und Magnesiumoxid (MgO). Sie sind typisch für Basalte Mittelozeanischer Rücken und heißen in der Fachsprache Mid Ocean Ridge Basalt (kurz MORB ), können allerdings auch mit Basalten aus Mantelplumes in Verbindung gebracht werden. Im Falle Islands ist das nicht sonderlich abwegig, da es ja noch den berühmten Islandmantelplume gibt, dessen Zentrum unter Grimsvötn vermutet wird.
Übrigens wurde der Name der Halbinsel von den ersten isländischen Siedlern passen ausgewählt: Reykjanes heißt auf Deutsch soviel wie Rauchspitze.
Isländischer Geoforscher vermutet Sill unter Krýsuvík – Ausbruchswahrscheinlichkeit bei Svartsengi weiter hoch
Nach der Bebenserie bei Krýsuvík auf der Reykjaneshalbinsel, die sich Ende letzter Woche ereignete, spekuliert der isländische Vulkanologe Haraldur Sigurðsson darüber, dass sich unter dem Gebiet östlich von Fagradalsfjall und dem Magmatischen Gang bei Svartsengi ebenfalls eine Magmenakkumulation gebildet hat. Solche Vermutungen sind nicht neu und wurden bereits im Herbst letzten Jahres geäußert. Das neuerliche Schwarmbeben lieferte Nährstoff für diese Vermutungen. Hinzu kam die Erdbebenkarte des Naturgefahrenexerten Einar Hjörleifsson, der die Lage der Erdbeben im Dezember in Bezug auf die Hypozentren untersuchte. Haraldur Sigurðsson nahm die Karte und erstellte mit ihren Daten ein Histogramm und diskutierte es in seinem Blog. Ihm fiel auf, dass es nicht nur im Bereich des Magmatischen Gangs einen seismischen Schatten gab, sondern auch unter dem Areal von Krýsuvík. Unter dem Fagradalsfjall fehlte er. Ein seismischer Schatten entsteht, wenn Erdbebenwellen einen Magmenkörper passieren und sich somit die Dichte des Mediums ändert. Dann kommt es zu Laufzeitunterschieden oder sogar dem Ausbleiben bestimmter Wellenarten.
Bei einem Erdbeben entstehen Primärwellen (P-Wellen) und Sekundärwellen (S-Wellen). Die P-Wellen können sich durch Gestein und Magma bewegen, während die S-Wellen nur Gestein passieren können. Sie werden vom Magma quasi geschluckt. Beben es nun unter einem Magmenkörper, werden an Epizentrum -also dem Punkt an der Erdoberfläche oberhalb des Erdbebenherds nur die P-Wellen empfangen. Wenn man genug Erdbeben analysiert, lässt sich so die Lage eine Magmenkörpers kartieren. In unserem konkreten Fall ereigneten sich viele Erdbeben in mehr als 6 Kilometer Tiefe, von denen in den beiden beschriebenen Arealen nur die P-Wellen am Epizentrum ankamen. Daher vermutet Haraldur Sigurðsson zwei linsenförmige Magmenkörper auf Reykjanes: Einer bei Svartsengi und ein Zweiter im Areal von Krýsuvík. Laut Haraldur könnte dieser Magmenkörper zwischen 50 und 100 Quadratkilometer groß sein. Er sieht die nächste Eruption ehr in diesem Spaltensystem. Eine messbare Bodenhebung war bei Krýsuvík in den letzten Monaten aber praktisch nicht vorhanden, von daher glaube ich weniger an das beschriebene Ausbruchsszenario.
Die IMO-Vulkanologen bestätigten heute Nachmittag noch einmal die Bodenhebung bei Svartsengi und gaben die Rate mit 5 mm am Tag an. Im neuen Interferogramm für den Zeitraum 28.12.23 – 8.01.24 sieht man eine Bodenhebung von insgesamt 6 cm. Inzwischen habe sich wieder ein vergleichbares Schmelzvolumen wie vor der letzten Eruption akkumuliert, was eine baldige Eruption wahrscheinlich macht.
Übrigens sieht man auf dem Interferogramm am rechten Bildrand auch Krýsuvík, allerdings ohne die typischen Farbringe die Bodendeformation signalisieren.
