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Wenn’s im Magma plötzlich blubbert…

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Die Phlegräischen Felder nahe Neapel sind ein buchstäblicher Hotspot für Vulkanologen (Foto: Credit Mike Stock)
Inferno ohne Vorwarnung: Manche Vulkane scheinen ohne Vorzeichen auszubrechen und verwüsten das Umland dadurch mit fatalem Überraschungseffekt. Nun legt eine Untersuchung westlich des Vesuvs nahe: Für die gefährlichen Spontan-Ausbrüche könnten schlagartig auftretende Gasblasen im Magma verantwortlich sein. Möglicherweise lassen sich deshalb Veränderungen in der Zusammensetzung der austretenden Gase an der Oberfläche für ein Frühwarnsystem nutzen, sagen die Geologen.

Die grundsätzliche Bedeutung von Gas-Druck bei der Entstehung von Vulkanausbrüchen ist bereits lange bekannt. Man ging jedoch bisher von einem vergleichsweise zähen Ansammlungsprozess gashaltigen Magmas aus: Der Druck baut sich über viele Jahre bis Jahrhunderte auf, bis ein Knackpunkt überschritten ist und es zur Eruption kommt. Dass er bald erreicht sein könnte, kündigen dann verstärkte Erdbeben und Deformationen des Untergrunds an. Doch in vielen Fällen der letzten Jahrzehnte fehlten diese für die Vorhersage so wichtigen Hinweise: Es krachte überraschend schlagartig.

Forschung in der Heimat des Gottes Vulcanus

Um diesem Phänomen nachzugehen, untersuchten die Forscher um Mike Stock von der University of Oxford Gesteine in den sogenannten Phlegräischen Feldern. Es handelt sich um eine vulkanisch stark aktive Region in der Nachbarschaft des berühmt-berüchtigten Vesuvs. Gase steigen hier an einigen Stellen aus dem Boden und Krater zeugen von der explosiven Geschichte. Für Vulkanologen haben die Phlegräischen Felder außerdem geradezu Symbolcharakter: Hier soll der Feuer-Gott Vulcanus hausen, glaubten die alten Römer. Der Herr des Erdfeuers machte sich in seiner Heimat im Jahr 1538 erneut deutlich bemerkbar: Bei einem Ausbruch in den Phlegräischen Feldern entstand innerhalb von acht Tagen ein neuer Vulkankrater – der 132 Meter hohe Monte Nuovo.

In dem damals ausgeworfenen Gestein untersuchten Mike Stock und seine Kollegen nun ganz spezielle Bestandteile: winzige Apatitkristalle. Wie in Zeitkapseln stecken in ihnen Informationen über die Entstehungsgeschichte des Magmas, aus dem sie hervorgegangen sind, erklären die Forscher. Sie konnten anhand moderner Analyseverfahren belegen: Das Magma, das den Ausbruch von 1538 verursacht hatte, war während seiner Entstehungsgeschichte frei von Blasen gewesen. Erst kurz vor der Eruption war es dann  in einen gasgesättigten Zustand übergegangen. „Wir haben damit zum ersten Mal gezeigt, dass die entscheidenden explosiven Prozesse sehr spät in der Entwicklungsgeschichte einer Magmakammer auftreten können – vielleicht nur Monate oder gar nur ein paar Tage vor dem Ausbruch“, sagt Stock.

Potenzial für Frühwarnsysteme

Den Forschern zufolge hat dieses Ergebnis erhebliche Bedeutung für die Überwachung von aktiven beziehungsweise angeblich schlummernden Vulkanen: „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Änderungen der Zusammensetzung der an der Oberfläche freigesetzten Gase eine bevorstehende Eruptionen besser vorhersagen könnten als seismische Aktivität und Bodendeformationen“, so Stock. In den beiden letzteren Anzeichen spiegelt sich ihm zufolge möglicherweise oft nur der Zustrom neuen Magmas wider, was aber nicht zu einem Ausbruch führen muss. Gasanalysen werden zwar bereits zur Überwachung von vulkanischer Aktivität eingesetzt. Doch den Forschern zufolge gibt es dabei offenbar noch Potenzial, das sich auszuloten lohnt.

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Ob auch bei anderen Vulkanen die gleichen plötzlichen Blasenbildungen im Magma auftreten, könnten nun weitere Untersuchungen mit der Apatit-Methode der Forscher zeigen. Der Fall der Phlegräischen Felder macht in diesem Zusammenhang deutlich, wie wichtig verbesserte Frühwarnsysteme sein können: In der Heimat des Gottes Vulcanus leben viele Menschen – auch die Flanken des Monte Nuovo sind mittlerweile dicht bebaut. Experten befürchten bereits, dass sich im Untergrund der Region gerade wieder etwas zusammenbraut. Es wäre somit extrem wichtig, präziser einschätzen zu können, wann es dann tatsächlich krachen könnte.

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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