Erdbeben am Laacher-See-Vulkan

Vorgestern Abend ereignete sich am Laacher-See-Vulkan ein Erdbeben der Magnitude 2,7. Das Hypozentrum lag in 9 km Tiefe zwischen den Ortschaften Mendig und Kruft, ca. 2 km von der Caldera entfernt. Die Erschütterung wurde von den Anwohnern gespürt.

Bereits in der Vorwoche wurde ein kleiner Erdbebenschwarm registriert. Dieser hatte geringe Magnituden und lag in ca. 25 km Tiefe. Solche Erdbebenschwärme sind oft mit Magmatismus im Untergrund assoziiert. In den letzten Wochen ereigneten sich in der Region mehrere Erdbeben.

Bereits während meiner Abwesenheit begann ein Schwarmbeben im Nordwesten der Yellowstone-Caldera. Heute wurden dort ein weitere Beben mit Magnituden um 2,8 in 10 km Tiefe festgestellt.

Island: Erdbeben M 4,5

Im Süden von Island ereignete sich ein Erdbeben der Magnitude 4,5. das Hypozentrum lag in 7 km Tiefe und nur 20 km vom Vulkan Hekla entfernt. Es folgten mehrere Nachbeben.

Vulkanologen rechnen schon seit Jahren mit einem Ausbruch der Hekla. Die Bodendeformation ist hoch und der Vulkan bereit zu einer Eruption. Während des Wartens habe ich eine neue Seite mit Island-Reisevideos bei meinen Internet TV-Sender Streaming Planet hochgeladen. Die Island-Mediathek ist noch nicht komplett, weitere Videos folgen. Sie stammen von meiner 2-monatigen Islandreise im Jahr 2004. Damals sah ich zwar keinen Vulkanausbruch, aber es war eine sehr abenteuerliche Reise im VW-Bus.

In einem weiteren Vulkangebiet bebte die Erde mit einer Magnitude von 2,6: am Nordwestrand des Yellowstone Nationalpark.

Yellowstone: tödlicher Badeunfall

Norris Geyser Basin. © Marc SzeglatWie erst jetzt bekannt wird, ereignete sich im Juni ein Badeunfall mit Todesfolge: ein 23 jähriger Tourist wollte im Backcountry des Yellowstone Nationaparks illegal in einer heißen Quelle baden. Beim überprüfen der Wassertemperatur ist er ausgerutscht und in die heiße Quelle gestürzt. Das Wasser war wohl so heiß, dass er starb. Seine Schwester filmte den Unfall mit dem Handy und alarmierte die Rettungskräfte. Diese konnten wegen eines Gewitters aber erst am nächsten Tag zum Quellbecken aufbrechen. Doch sie fanden die Leiche nicht mehr: sie hatte sich im säurehaltigen Wasser der heißen Quelle aufgelöst.

Vulkane weltweit

In den letzten Tagen hat es einige interessante Schwarmbeben unter verschiedenen Vulkanen gegeben. Zudem sind Colima und Fuego recht munter.

Ätna: unter der Ostflanke kommt es immer wieder zu vereinzelten Beben die alle in der gleichen Region liegen.

Colima: die Aktivität der vergangenen Tage hat etwas nachgelassen, ist aber noch hoch. Der Lavadom wächst und der Lavastrom hat fast die Fuß des Kegels erreicht. Zudem kommt es zu explosiven Eruptionen.

Fuego: nach einem weiteren kleinen Paroxysmus in der letzten Woche, ist die eruptive Aktivität immer noch relativ hoch. Täglich kommt es zu mehreren Explosionen.

Katla: die Episode mit starken Schwarmbeben scheint erst einmal beendet zu sein. Dennoch sind die Vulkanologen vor Ort besonders wachsam.

Pico de Teide: vorgestern ereignete sich ein Erdbebenschwarm mit gut 100 Events. Die Hypozentren der schwachen Erdbeben erstreckten sich entlang einer Störungszone im Südwesten der Insel. Die Tiefe der Beben lag zwischen 11 und 6 km. ein ähnliches Ereignis gab es 2004.

Yellowstone: in der letzten Woche gab es eine Serie schwacher Erdbeben im Nordwesten des Nationalparks.

 

Suwanose-jima: explosive Eruptionen

Der Inselvulkan im Süden Japans ist wieder einmal besonders aktiv geworden: in den letzten 24 Stunden registrierte das VAAC Tokyo 9 Eruptionswolken die bis zu 2 km hoch aufsteigen. Auf der LiveCam war intensive Rotglut von strombolianischen Eruptionen zu sehen.

Weitere Meldungen: Auf der indonesischen Insel Sumatra macht der Vulkan Sinabung weiterhin Sorgen: die Behörden warnten vor neuen Pyroklastischen Strömen und die Bevölkerung umliegender Dörfer wurde aufgefordert sich in Sicherheit zu bringen. Starkes Wachstum sorgte wohl für eine kritische Größe des Lavadoms.

In Kolumbien gab der Nevado del Ruiz ein Lebenszeichen von sich und stieß eine Asche- und Dampfwolke aus. In den letzten Tagen war die Seismik leicht erhöht.

Ein Erdbeben der Magnitude 4,8 erschütterte den US Bundesstaat Wyoming. Das Hypozentrum lag in 10 km Tiefe südlich der Yellowstone Caldera.

Yellowstone: Mann stirbt in heißer Quelle

Heiße Quellen und Geysir als Spuren des vulkanismus im Yellowstone NAtionalpark. © Marc Szeglat

Im Yellowstone Nationalpark stürzte ein 23 jähriger Mann in eine der heißen Quellen und kam ums Leben. Vermutlich erlag er starken Verbrennungen, alternativ kann er natürlich auch ertrunken sein. Die Leiche konnte nicht sofort geborgen werden. Er verließ die Holzstege, auf denen Besucher normalerweise sicher durch das Labyrinth heißer Quellen und Geysire geleitet werden. Erst in der Vorwoche verbrühten sich ein Vater und sein Sohn die Beine.

Am Masaya in Nicaragua haben Wissenschaftler eine Bodendeformation nachgewiesen. Demnach hob sich der Boden in Kraternähe um 3 cm an: ein Indiz dafür, dass weiteres Magma in die Magmakammer strömt. Es könnte zu einer Verstärkung der Eruption kommen. Meinem subjektiven Eindruck nach ist der Lavasee seit meinem Besuch dort gewachsen.

In Kamtschatka geben die Vulkane Karymsky und Shiveluch wieder Lebenszeichen von sich. Das VAAC Tokyo registrierte mehrere Aschewolken die von den Vulkanen aufsteigen.

Auch die Vulkane in Guatemala leben: Die Forscher vom INSIVUMEH beobachteten am Pacaya Tremor und schwache explosive Eruptionen. Diese gehen von einem Hornito im Krater aus. Die Explosionen am Fuego sind hingegen wieder deutlich stärker. Vulkanasche steigt bis in einer Höhe von 4900 m auf. Pro Stunde ereignen sich 1-2 Explosionen.

 

Yellowstone: wie schnell kann der Supervulkan erwachen?

Einer der größten Vulkane der Welt schlummert unter der landschaftlichen Idylle des Yellowstone Nationalparks in den USA. Die Caldera des Supervulkans entdeckte man erst vor wenigen Jahrzehnten auf Satellitenfotos: so gewaltig ist der Einsturzkessel, dass Wissenschaftler lange Zeit den Vulkan vergeblich suchten, obwohl sie mitten drin standen. Vulkanische Gesteine zeugen nicht nur von den 3 Supervulkaneruptionen des Vulkans, die sich in den letzten 2,1 Millionen Jahren ereigneten, sondern auch von zahlreichen normal großen Ausbrüchen. Seit der letzten Supervulkaneruption von 640.000 Jahren sind den Vulkanologen 23 normal große Vulkanausbrüche bekannt. Der Letzte dieser Ausbrüche fand vor gut 70.000 Jahren statt und viele Forscher fragen sich, wie lange der Nächste noch auf sich warten lässt.

Heiße Quellen und Geysir als Spuren des Vulkanismus im Yellowstone Nationalpark. © Marc Szeglat
Heiße Quellen und Geysir als Spuren des Vulkanismus im Yellowstone. © Marc Szeglat

Anzeichen für ein mögliches Erwachen des Vulkans werden schon seit längerem immer wieder beobachtet. So bildete sich im Bereich des Yellowstone-Sees eine Bodenaufwölbung, im Norris Geyser Basin entstanden neue Fumarolen und immer wieder kam es zu leichten Schwarmbeben. Eine Frage die sich in diesem Zusammenhang stellt ist die, wie viel Zeit zwischen den ersten Anzeichen des Erwachens bis zum Ausbruch vergeht.
Petrologin Christy Till von der „School of Earth and Space Exploration“ kann diese Frage möglicher Weise beantworten. Die Professorin sammelte Lavaproben im Yellowstone und untersuchte die Kristalle der Lava im Labor. Sie identifizierte die Wachstumszonen der Kristalle, die Ähnlichkeiten mit den Jahresringen von Bäumen haben und rekonstruierte ihre Geschichte mit Hilfe des NanoSIMS (Nano Sekundärerionen-Massenspektrometer). Bei ihren Forschungen konzentrierte sich die Petrologin auf die Frage, wie lange es dauert bis das bereits erstarrte Magma in der Magmakammer schmilzt und eruptiert wird, wenn sich die Kammer nach einer langen Ruheperiode des Vulkans erneut aufheizt. Dabei fand sie heraus, dass bei der letzten Eruption die in der Magmakammer wieder aufgeschmolzenen Kristalle innerhalb von 10 Monaten nach der beginnenden Aufheizung eruptiert wurden. Dieses Ergebnis überraschte zahlreich Forscher, nahm man bisher doch an, dass dieser Prozess deutlich mehr Zeit benötigen würde.

Falschfarbenbild zonierter Pyroxen-Kristalle. Die konzentrischen Schichten entstanden durch erneutes Wachstum der Kristalle als frisches Magma in die  Magmakammer strömte. © Kate Saunders, University of Bristol/spektrum.de

Diese Ergebnisse lassen sich sicherlich nicht 1:1 auf jeden Ausbruch des Yellowstone-Vulkans übertragen, liefern aber doch einen Anhaltspunkt über die zeitliche Dimensionen und der Vorwarnzeit die bleibt um zu reagieren. Nur muss man sich nun die Frage stellen, ab wann die Uhr tickt? Anzeichen, dass sich unter dem Yellowstone-Vulkan neues Magma ansammelt, welches die Magmakammer aufheizt gibt es ja immer wieder.

Quelle: Arizona State University.

Yellowstone Caldera: neue Forschungsergebnisse zur Magmakammer

Computermodelle der Magmakammer unter dem Yellowstone-Vulkan. &copy: Farrell u.a.Eine Forschergruppe um Jamie Farrell wertete seismische Daten aus, die zwischen 1984 und 2011 in der Yellowstone-Caldera gesammelt wurden. Diese Daten wurden herangezogen, um mittels Computer ein tomographisches Bild der Magmakammer unter dem Yellowstone zu erstellen. Dies gelingt, da sich Erdbebenwellen in verschiedenen Medien unterschiedlich schnell ausbreiten. In Zonen mit geringerer Dichte breiten sich die Erdbebenwellen langsamer aus, als in Bereichen mit hoher Dichte. Durch minimale Laufzeitunterschiede können die Forscher verschiedene Gesteinsarten detektieren und insbesondere Fluide und Gesteinsschmelzen lokalisieren. Untersuchungen dieser Art wurden in den letzten Jahren häufiger durchgeführt, doch meistens ging es bei diesen Arbeiten um die Tomografie des Mantelplume und nicht um die oberflächennahe Magmakammer. Farrell und seine Kollegen werteten besonders viele seismische Daten aus und konnten so bestehende Modelle erweitern und verfeinern. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die Magmakammer unter dem Yellowstone-Vulkan noch größer ist, als bisher angenommen. Besonders auffällig ist eine Zone mit geringer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen an der Nordost-Grenze der Caldera. Diese liegt nahe der Oberfläche und scheint mit Fluiden gefüllt zu sein. Bei diesen Fluiden kann es sich um Magma, oder (und) hydrothermalen Lösungen handeln. Die Forscher geben die Maße der Magmakammer so an: 90 km lang, zwischen 5 und 17 km tief, Insgesamt 2,5 fach größer als bisher angenommen. Der Magmakörper erstreckt sich 15 km des nordöstlichen Calderarandes.

Die Verlagerung der Magmakammer in Richtung Nordosten hängt mit der Plattentektonik zusammen. Während der Mantelplume unter Yellowstone ortskonstant ist, wandert die Platte über ihn hinweg und das Eruptionszentrum verlagert sich an der Oberfläche.
Das Volumen der Magmakammer schätzen die Forscher auf 200 – 600 Kubikkilometer. Von den Gesteinen der Magmakammer sollen ca. 5-15% geschmolzen sein. Bisher ging man davon aus, dass die Magmakammer weniger Material enthalte, das aber ca. 32% geschmolzen sei. Einigen Studien zufolge müssen ca. 40% Schmelze in der Magmakammer vorhanden sein, bevor es zu einem Vulkanausbruch kommen kann. Es gibt aber auch Schätzungen, nachdem dafür weitaus weniger Schmelze ausreichend ist.

Damit ein Magmakörper aus größeren Tiefen aufsteigen kann sind ca. 5% Schmelze nötig. Das restliche Magma ist aufgrund der Hitze plastisch. Damit dieses Material in der Magmakammer schmelzen kann sind Temperaturen von mehr als 700 Grad nötig. Studien von anderen Vulkanen zeigen, dass das Magma in der Magmakammer nur während 1% seiner Verweildauer in der Kammer zum größten Teil geschmolzen ist. Die Zeitspanne, während der es überhaupt zur einem Vulkanausbruch kommen kann, ist somit relativ kurz.

Allerdings haben erst kürzlich Forschungen an der ETH Zürich gezeigt, dass weder der Schmelzanteil, noch der Gasdruck alles bestimmende Größen sind, ob und wann ein „Supervulkan“ eruptiert. Die Wissenschaftler um Carmen Sanchez-Valle machten Laborexperimente mit Lava aus „Supervulkan-Eruptionen“. Sie kamen zu dem Schluss, dass allein schon der Dichteunterschied eines großen Magmakörpers zum Umgebungsgestein ausreichen kann, um eine Eruption auszulösen. Die Wissenschaftler vergleichen den Magmakörper mit einem Fußball, den man unter Wasser drückt und loslässt. Im Wortlaut erklärt das Sanchez-Valle so: „Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer ausreichenden Größe der Magmakammer alleine der durch Dichteunterschiede verursachte Überdruck genügt, um die darüber liegende Kruste zu durchbrechen und eine Eruption in Gang zu setzen“. Wieviel Magma in der Kammer geschmolzen sein muss, erklären die Forscher aber nicht.

Eine aktuelle Meldung des USGS sorgt für weiteren Diskussionsstoff: demnach änderte sich die Richtung der Bodendeformation im Norden der Yellowstone-Caldera. Nach einem mittelstarken Erdbeben der Magnitude 4,8 verschob sich die Bodendeformation um 0,5 cm in westlicher Richtung und um 1 cm Richtung Norden. Zuvor verschob sich der Untergrund in südlicher Richtung. Der Trend zur Inflation schlug in Deflation um: der Boden sackte um 2 cm ein, womit er gut ein Drittel der Aufwölbung verlor, die sich in den letzten 8 Monaten gebildet hatte. Die seismische Tätigkeit war recht hoch und konzentrierte sich auf einem Gebiet in der Nähe des Norris Geyser Basins.

Aus den neuen Forschungsergebnissen und Beobachtungen kann man ableiten, dass sich Magma im Untergrund des Yellowstone Nationalparks bewegt. Einen Vulkanausbruch mit globalen Folgen halte ich in mittelbarer Zukunft für sehr unwahrscheinlich. Es könnten sich aber durchaus lokale Magma-Ansammlungen mit genug Schmelze bilden, die einen normalen Vulkanausbruch verursachen könnten.

Weiterführende Links:

Steckbrief Yellowstone

Bildergalerie Yellowstone

Quellen: USGS, Wired Eruptions, nature.com, Geophysical Research Letters:
„Tomography from 26 years of seismicity revealing that the spatial extent of the Yellowstone crustal magma reservoir extends well beyond the Yellowstone caldera.“

Yellowstone: Tremor ebenfalls erhöht!

Update: Erik Klemetti schreibt auf wired science über den Yellowstone. Er hat mit Vulkanologen von dort kommuniziert. Diese meinten, dass der erhöhte Tremor wahrscheinlich auf stürmisches Wetter zurückzuführen sei. Einige der Seismographen würden zudem alt sein und an exponierten Stellen stehen, sodass es zu Fehlfunktionen kommen kann.

Ein vulkane.net Leser machte mich auf erhöhten Tremor in der Yellowstone Caldera aufmerksam. Weiß jemand etwas darüber? Ich werde das morgen genauer recherchieren.