Zehntausende Erdbeben vor Santorini durch Magmaverlagerung ausgelöst

Für ihre Analyse integrierten die Forschenden Daten von Erdbebenstationen und Ozeanbodeninstrumenten, abgesetzt am sieben Kilometer entfernten Unterwasservulkan Kolumbo, und nutzten eine neu entwickelte KI-basierte Methode zur Lokalisierung von Erdbeben. Dies erlaubte, die Vorgänge im Untergrund mit einzigartiger Detailgenauigkeit zu rekonstruieren. Demzufolge sind etwa 300 Millionen Kubikmeter Magma aus der tiefen Erdkruste aufgestiegen und in rund vier Kilometern Tiefe unter dem Ozeanboden zum Erliegen gekommen. Bei seinem Aufstieg durch die Erdkruste erzeugte das glutflüssige Magma tausende Erdbeben und seismische Tremores.

Santorini liegt im östlichen Mittelmeer und ist Teil des Hellenischen Vulkanbogens, einer geologisch hoch aktiven Zone. Die weltberühmte Inselgruppe Santorini bildet den Rand einer vulkanischen Caldera, entstanden durch eine gewaltigen Vulkaneruption vor rund 3.600 Jahren.

Mehrere aktive geologische Bruchzonen laufen durch die Region um Santorini, gebildet durch die nach Nordosten gegen die Hellenische Platte drückende Afrikanische Platte. Die Erdkruste im Mittelmeerraum ist in mehrere Mikroplatten zerbrochen, die sich gegeneinander verschieben und zum Teil untereinander abtauchen und dadurch magmatisch aufschmelzen. In historischer Zeit kam es bei Santorini zu mehreren Vulkanausbrüchen, zuletzt im Jahr 1950. Im Jahr 1956 ereigneten sich in der südlichen Ägäis zwei schwere Erdbeben im Abstand von nur 13 Minuten zwischen Santorini und der Nachbarinsel Amorgos. Die Magnituden betrugen 7.4 und 7.2, und es kam zu einem Tsunami.

Der Erdbebenschwarm begann im Januar 2025 und ereignete sich in genau dieser Region. Während der Krise wurden mehr als 28.000 Erdbeben registriert. Die stärksten Beben erreichten Magnituden von mehr als 5,0. Die starken Erschütterungen während der seismischen Krise besorgten die Bevölkerung, auch weil zunächst unklar war, ob die Ursachen überwiegend tektonischer oder vulkanischer Natur waren.

Wie die aktuelle Studie von Marius Isken, Geophysiker am GFZ, Jens Karstens, mariner Geophysiker am GEOMAR, und Kolleg:innen, nun zeigt, wurde der Erdbebenschwarm durch den Transport von Magma in der Tiefe ausgelöst. Die Ereigniskette hatte bereits im Juli 2024 begonnen, als Magma in ein flaches Reservoir unter Santorini aufstieg. Dies führte zunächst zu einer kaum bemerkbaren Anhebung von Santorini um wenige Zentimeter. Anfang Januar 2025 verstärkte sich die Erdbebenaktivität, ab Ende Januar begann der Aufstieg des Magmas aus der Tiefe, begleitet von intensiver Erdbebenaktivität. Die Erdbebenaktivität verlagerte sich weg von Santorini über eine Strecke von mehr als 10 Kilometern in Richtung Nordosten. Während dieser Phase bewegten sich die Herde der Beben in mehreren Pulsen von einer Tiefe von 18 Kilometern aufwärts bis zu einer Tiefe von nur drei Kilometern unter dem Meeresboden.

Der Vulkan auf Santorin dehnte sich in den sechs Monaten vor Beginn der Dike-Intrusion aus, die aus dem Magma-Reservoir unter Kolumbo gespeist wurde. Die Forschenden interpretieren dies als Hinweis auf eine bisher unbekannte hydraulische Verbindung zwischen den beiden Vulkanen.

Insbesondere zwei Umstände erlaubten die außergewöhnlich detaillierte Abbildung des Untergrundes. Zum einen eine am GFZ entwickelte KI-gestützte Methode zur automatischen Auswertung von großen seismischen Datensätzen. Zum anderen hatte das GEOMAR zusätzlich bereits Anfang Januar Unterwassersensoren am Krater des Unterwasservulkans Kolumbo im Rahmen des Projekts MULTI-MAREX ausgebracht. Diese maßen nicht nur seismische Signale direkt über dem Reservoir, sondern auch Druckveränderung infolge der Absenkung des Meeresbodens von bis zu dreißig Zentimetern während des Eindringens des Magmas unter Kolumbo. [GEOMAR / GFZ / dre]