Vorhersage von Super-Vulkanausbrüchen

Super-Vulkanausbrüche wie die Eruption von Santorin im Jahr 1600 v. Chr. kündigen sich im Verlauf von Jahrzehnten an. Das zeigt die Untersuchung von Kristallen im vulkanischen Gestein der griechischen Insel durch ein Forscherteam aus Frankreich und der Schweiz. Das Magma-Reservoir hat sich im Verlauf von weniger als einem Jahrhundert vor der Eruption aufgefüllt. Noch in den letzten Monaten vor dem Ausbruch fanden auffällige Durchmischungsprozesse in dem Reservoir statt, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature".

Im Gegensatz zu normalen Vulkanen hinterlassen Supervulkane auf Grund der Größe ihrer Magmakammer bei Ausbrüchen keine Vulkankegel, sondern riesige Einbruchskessel, so genannte Calderen. „Calderabildende vulkanische Eruptionen sind seltene Ereignisse mit großer Wirkung, bei denen innerhalb von Stunden bis Tagen einige zehn bis hin zu Tausenden von Kubikkilometern an Magma explosionsartig ausgeworfen werden", schreiben  Timothy Druitt von der Université Blaise Pascal im französischen Clermont-Ferrand und seine Kollegen. Aufgrund ihrer Seltenheit konnte bislang keine derartige Katastrophe im Vorfeld untersucht und vermessen werden – entsprechend gering sind die Kenntnisse der Geologen über mögliche Frühwarnzeichen.

Druitt und seine Kollegen präsentieren nun Ergebnisse, die für ein Frühwarnsystem bei noch aktiven Supervulkanen wie etwa der Yellowstone Caldera in den USA von Nutzen sein könnten. Die Forscher haben Kristalle untersucht, die in das Lavagestein von Santorin eingebettet sind. Aus der Struktur und dem chemischen Aufbau der Kristalle können die Geologen Informationen über die Prozesse in der Magmakammer vor dem Ausbruch ableiten. Bei dem bislang letzten Ausbruch, der nach einer 18.000 Jahre währenden Ruhephase stattfand, hat der Vulkan 40 bis 60 Kubikmeter an Lava ausgeworfen.

Die Veränderungen vor dem Ausbruch sind zur Überraschung der Forscher trotz der langen Ruhezeit des Vulkans auf geologisch extrem kurzen Zeiträumen abgelaufen. Die Analyse der Kristalle zeigt, dass sich die Magmakammer unter der Santorin-Caldera erst innerhalb von hundert Jahren vor der Eruption wieder aufgefüllt hat. Der Magma-Zustrom in dieser Zeit betrug über 0,05 Kubikkilometer pro Jahr, das ist mehr als das 50-fache des langfristigen Mittelwerts.  Innerhalb von wenigen Monaten kam es dann zu einer Durchmischung von unterschiedlichen Magma-Arten, die schließlich in die gewaltige Eruption mündete. Da die Veränderungen im Magmareservoir eines Supervulkans im Vergleich zu den langen Ruhezeiten kurzfristig ablaufen, besteht die Chance, sie beispielsweise durch die Messung von Bodendeformationen im Bereich der Caldera zu erfassen und so eine frühzeitige Warnung vor einem anstehenden Ausbruch zu erhalten.

Quelle: www.nature.com/doifinder/10.1038/nature10706