Supervulkane: Lassen sich ihre Eruptionen vorhersagen?
Petrologische Untersuchungen der Lava von Santorin liefern neue Erkenntnisse über die präeruptive Phase.
Im Gegensatz zu normalen Vulkanen hinterlassen Supervulkane auf Grund der Größe ihrer Magmakammer bei Ausbrüchen keine Vulkankegel, sondern riesige Einbruchskessel, die Calderen. Bei einer Eruption stößt ein Supervulkan innerhalb von Stunden bis Tagen Hunderte oder gar Tausende von Kubikkilometern an Magma aus – mit entsprechend katastrophalen Folgen für die Umgebung. Vermutlich geht den gewaltigen Eruptionen eine Zeit vulkanischer Unruhe voraus, doch bislang ist das Wissen der Geologen über diese Vorgänge zu gering, um zu verwertbaren Frühwarnzeichen zu führen.
Abb.: 18 × 18-Kilometer-Satellitenaufnahme der Vulkan-Caldera von Santorin (Bild: Nasa)
Das könnte sich mit einer von Timothy Druitt von der Université Blaise Pascal im französischen Clermont-Ferrand und seinen Kollegen durchgeführten petrologischen Untersuchung von Vulkangestein der griechischen Ägäis-Insel Santorin ändern. Der Caldera-Vulkan ist nach einer 18.000 Jahre währenden Ruhepause zuletzt 1600 v. Chr. ausgebrochen, damals strömten nach heutigen Schätzungen zwischen 40 und 60 Kubikkilometer Magma aus dem darunterliegenden Reservoir an die Oberfläche.
Die Forscher haben Kristalle in dem Mineral Feldspat aus dieser Lava untersucht. Dazu verwendeten Druitt und seine Kollegen ein Verfahren namens Diffusions-Chronometrie. Vulkanische Kristalle bestehen zumeist aus konzentrischen Bereichen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung. Aus der Art und Abfolge dieser Zusammensetzung lässt sich die Entstehungsgeschichte des Magmas ableiten. Da sich andererseits die Unterschiede im Verlauf der Zeit durch Diffusion verringern, können die Forscher den Ablauf auch zeitlich datieren.
Die Ergebnisse von Druitt und seinem Team deuten darauf hin, dass sich das Magma-Reservoir trotz der langen Ruhezeit des Vulkans relativ kurzfristig und rasch gefüllt hat – durch einen oder mehrere Schübe innerhalb von Jahrzehnten oder Monaten unmittelbar vor dem Ausbruch. Jeder dieser Magmaschübe hat vermutlich starke seismische Aktivität ausgelöst und zudem zu einer Anhebung der Inseloberfläche geführt. Die Forscher haben einen Zufluss größer als 0,05 Kubikkilometer pro Jahr für die Zeit vor dem Ausbruch errechnet – mehr als das 50-fache des langfristigen Mittelwerts.
Auf der Erde gibt es zahlreiche, derzeit ruhende Supervulkane, wie beispielsweise Yellowstone in den USA, der bei seinem letzten Ausbruch vor 2,2 Millionen Jahren etwa 2500 Kubikkilometer Magma herausgeschleudert hat. Sein nächster Ausbruch ist nach Auffassung von Geologen innerhalb einiger tausend Jahre fällig. Die Analysen von Druitt und seinen Kollegen zeigen, dass eine langfristige Beobachtung der Calderas von Supervulkanen Veränderungen der Magma-Reservoire und so eine Vorhersage künftige katastrophaler Eruptionen möglich machen könnte.
Rainer Kayser
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