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Der Vesuv hat noch Pause

Vesuv
Der Vesuv thront über Neapel. (Bild: Aleh Varanishcha/ iStock)

Der Vulkan Vesuv bei Neapel hat eine lange Ausbruchstradition – und eine der am besten dokumentierten. Doch wann droht die nächste große Eruption? Das haben Forscher nun mithilfe winziger Granatkristalle in der Lava vergangener Ausbrüche untersucht. Ihr Ergebnis gibt Entwarnung: Der Zustand der Lava und die Abstände zwischen den historischen plinianischen Eruptionen legen nahe, dass der Vesuv noch mehrere hundert Jahre ruhen wird, bevor ein explosiver Ausbruch droht. Gleichzeitig liefern die Daten mehr Informationen darüber, was vor einem solchen Ereignis in den Magmakammern unter dem Vulkan vor sich geht.

Von der explosiven Gefahr, die vom Vesuv ausgeht, berichten nicht nur antike Aufzeichnungen: Auch die 79 nach Christus von Ascheströmen und Lava verschütteten Städte Pompeji und Herculaneum zeugen davon, wie heftig dieser Feuerberg ausbrechen kann. Weil der römische Schriftsteller Plinius der Jüngere damals die dramatischen Ereignisse beschrieb, werden Vulkanausbrüche dieses explosiven Typs bis heute als plinianische Eruptionen bezeichnet. Heute ruht der Feuerberg, in dessen mittelbarer Umgebung rund drei Millionen Menschen leben. Doch für ihre Sicherheit ist es immens wichtig zu wissen, was unter dem Vulkan vor sich geht und wie hoch die Gefahr für ein erneutes Erwachen ist. Das aber ist im Falle des Vesuv nicht einfach festzustellen, weil er von einem komplexen System aus mehreren Magmakammern gespeist wird. „Die Prozesse in diesen Magmakammern und die zeitlichen Abläufe in ihnen sind bisher kaum eingegrenzt“, erklären Jörn-Frederik Wotzlaw von der ETH Zürich und seine Kollegen.

Granatkristalle als Zeitzeugen

Um mehr über das Innenleben des Vesuv herauszufinden, haben sie die Vorgänge bei den vier größten plinianischen Ausbrüchen des Vulkans in den letzten 10.000 Jahren näher untersucht. Zu diesen gehört die Marcato-Eruption vor rund 8890 Jahren, die Avellino-Eruption vor 3950 Jahren, der Ausbruch von Pompeji um 79 n.Chr. und die Pollena-Eruption im Jahr 472. All diese Ausbrüche haben Lava- und Bimsgestein hinterlassen, in dem sich winzige Granatkristalle befinden. Sie entstanden, als das Magma vor der Eruption in der oberen Magmakammer des Vulkans lagerte und dabei abkühlte. Dabei kommt es zu einer magmatischen Differenzierung, durch das chemisch verändertes, sogenannte phonolithisches Magma entsteht. Das Alter der Granatkristalle in der alten Vulkanlava gibt Aufschluss darüber, wann dieser Differenzierungsprozess stattfand und damit auch, wie lange das Magma in dem oberen, die Eruptionen speisenden Reservoir verweilte, bevor es zum Ausbruch kam.

Für ihre Studie sammelten die Forscher Gesteinsproben mit Granatkristallen aller vier großen Vesuv-Eruptionen und analysierten sie mithilfe der Uran-Thorium-Datierung im Labor. Aus dem Verhältnis der beiden radioaktiven Isotope lässt sich ableiten, wann die Minerale auskristallisiert sind. Die Analysen ergaben: Vor den beiden ältesten Ausbrüchen blieb das Magma jeweils rund 5000 Jahren in der oberen Magmakammer, bevor es zur Eruption kam. „Wir halten es für wahrscheinlich, dass ein großer Körper aus phonolitischer Magma in der oberen Kruste das Aufsteigen von ursprünglicherer, heißerer Schmelze aus tiefer gelegenen Reservoiren blockiert hat“, erklärt Seniorautor Olivier Bachmann von der ETH Zürich. Erst als das aus der Tiefe stammende, sogenannte mafische Magma in die obere Kammer einströmte, löste dies den explosiven Ausbruch aus.

Noch ist das Vesuv-Magma nicht reif

Wie die Granatkristalle verrieten, blieb das Magma vor den beiden jüngeren Ausbrüchen des Vesuv – denen von Pompeji und der Pollena-Eruption – jedoch weniger lange in dem oberen Reservoir. Es dauerte nur rund 900 und 800 Jahre von der Ausdifferenzierung der Gesteinsschmelze zu phonolithischem Magma bis zum Ausbruch. „Das spricht dafür, dass die Präsenz von phonolitischem Magma in der oberen Kruste die Eruptionsdynamik des Vesuv kontrolliert“, erklären die Forscher. Sie leiten daraus ab, dass die Gefahr eines explosiven plinianischen Ausbruchs erst dann akut wird, wenn die obere Kammer diesen Magmatyp enthält und ihn beispielsweise bei einem der kleineren Ausbrüche des Vulkans zutage fördert. Da aber der Vesuv seit 1631 vor allem mafische, ursprünglichere Magma zu Tage gefördert hat, halten es Wotzlaw und seine Kollegen für eher unwahrscheinlich, dass sich derzeit differenzierter Phonolith unter dem Feuerberg staut.

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„Wir halten es deshalb für wahrscheinlicher, dass eine große, explosive Eruption des Vesuv erst nach einer Ruhephase von mehreren hundert Jahren auftreten würde“, sagt Bachmann. Tritt in den kommenden Jahrzehnten weiterhin vorwiegend mafische Magma aus, könnte dies ein Hinweis darauf sein, dass noch keine Gefahr eines plinianischen Ausbruchs droht. „Zu kleineren, aber trotzdem sehr gefährlichen Ausbrüchen wie dem von 1944 oder dem von 1631 kann es jedoch schon nach kürzeren Ruhephasen kommen“, betont Wotzlaw. Um böse Überraschungen zu vermeiden, werden der Vesuv und seine Aktivitäten rund um die Uhr überwacht. So misst der vulkanologische Dienst Italiens jedes Erdbeben rund um den Vulkan, analysiert die Gase, die aus Fumarolen austreten, und beobachtet Bodenverformungen, die auf Aktivität im Untergrund hinweisen. Sollte das Monitoring ergeben, dass ein Ausbruch bevorsteht, tritt ein Notfallplan in Kraft, der unter anderem die Evakuierung des Großraums Neapel vorsieht.

Quelle: Jörn-Frederik Wotzlaw (ETH Zürich) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abk2184

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