Magmakammer ist Jahrtausende vor Ausbruch entstanden

Geochemiker untersuchten junge Vulkangesteine des Laacher-See-Vulkans in der Eifel – Magmasystem ist vermutlich noch aktiv. 

Unmittelbar bevorstehende Vulkanausbrüche kündigen sich meist über Wochen und Monate an. Weitgehend unerforscht ist bislang die Frage, über welche Zeiträume sich die Magma genannte Gesteinsschmelze im Erdinnern vor einer solchen Eruption ansammelt. Geochemiker der Universität Göttingen haben nun gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of California in Los Angeles die Kristallisationsgeschichte des Magmas des Laacher-See-Vulkans in der Eifel vor dessen Ausbruch untersucht. Die isotopengeochemische Analyse zeigt, dass die Eruption vor 13.000 Jahren eine lange Vorgeschichte hatte: Bereits 17.000 Jahre zuvor gibt es erste Anzeichen für eine Magma-Ansammlung; 4.000 Jahre zuvor vergrößerte sich dann die unterirdische Magmakammer erneut. Das Wissenschaftlerteam vermutet, dass das langlebige Magmensystem noch immer aktiv ist.

Die Eifel zählt zu den jüngsten Vulkangebieten Mitteleuropas. Bei Vulkanforschern gilt sie als eines der am besten untersuchten Vulkangebiete weltweit. Die wichtigsten Daten zur Entstehung der Magmen, zur Eruptionsabfolge und zum dabei ausgeworfenen Magmavolumen sind recht gut bekannt. „Um rechtzeitig vor Vulkanausbrüchen warnen zu können und um die Wirksamkeit geophysikalischer Methoden zur Tiefensondierung von Magma in der Erdkruste abzuschätzen, ist es wichtig, die Verweildauer des Magmas im Untergrund des Vulkans zu kennen. Zur Geschichte der teilweisen Erstarrung der Gesteinsschmelze durch Kristallisation vor der Eruption lagen aber bisher wenig Informationen vor“, so Gerhard Wörner vom Geowissenschaftlichen Zentrum, Abteilung Geochemie, der Universität Göttingen.

Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts hat das deutsch-amerikanische Wissenschaftlerteam die Vorgeschichte des Magmas aus dem Laacher See rekonstruiert. Für die Datierung von Kristallen, die sich bereits vor der Eruption gebildet haben, wählten sie einen neuen Ansatz: In bestimmten Typen von ausgeworfenen Bruchstücken des Randes der Magmakammer des Laacher Sees suchten sie nach den darin enthaltenen Mineralen Zirkon und Pyrochlor. Wegen ihres hohen Gehalts an Uran und Thorium lässt sich das Kristallisationsalter dieser Minerale besonders gut bestimmen.

Damit können die Wissenschaftler die lange Vorgeschichte der Magmakammer des Laacher Sees belegen. „Bereits vor 30.000 Jahren haben sich Schmelzen in geringer Tiefe angesammelt. Besonders viele der analysierten Minerale haben ein Alter von 17.000 Jahren“, fasst Wörner zusammen. Für die Wissenschaftler sind dies Indizien, dass der Ursprung der Magmakammer in seinen Anfängen schon 30.000 Jahre alt ist und diese sich rund 4.000 Jahre vor dem Vulkanausbruch noch einmal deutlich vergrößerte.

Warum das Magma nach tausenden von Jahren der Kristallisation in geringer Tiefe dann gerade vor 12.900 Jahren eruptierte, darüber lässt sich bislang nur spekulieren. Tektonische Spannungen in der Erdkruste, Überdruck in der Kammer durch eine Anreicherung vulkanischer Gase oder ein erneuter Magmaschub aus dem Erdmantel sind mögliche Erklärungen. „Unsere Analysen haben aber gezeigt, dass die Entwicklung der Magmakammer des Laacher Sees mindestens doppelt so lange gedauert hat wie der Zeitraum, der seit dem ersten Ausbruch vergangen ist. Dies belegt, dass das untersuchte Magmensystem sehr langlebig und vermutlich noch immer aktiv ist. Eine erneute Aktivität des Laacher-See-Vulkans innerhalb der nächsten Jahrtausende ist keineswegs auszuschließen, sondern sogar sehr wahrscheinlich“, so Wörner.

Universität Göttingen/AL

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichungen:
  Axel K. Schmitt, Florian Wetzel, Kari M. Cooper, Haibo Zou und Gerhard Wörner: Magmatic Longevity of Laacher See Volcano (Eifel, Germany) Indicated by U–Th Dating of Intrusive Carbonatites. Journal of Petrology 51, 1053-1085 (2010)
  dx.doi.org/10.1093/petrology/egq011
  Florian Wetzel, Axel K. Schmitt, Andreas Kronz und Gerhard Wörner: In situ 238U-230Th disequilibrium dating of pyrochlore at sub-millennial precision. American Mineralogist 95, 1353-1356 (2010)
  dx.doi.org/10.2138/am.2010.3441
• Geowissenschaftliches Zentrum–Abteilung Geochemie, Uni Göttingen:
  www.uni-geochem.gwdg.de