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Blick auf Campi Flegrei bei Neapel Foto/©: Giuseppe Vilardo

Phlegräische Felder: Strukturen und tiefe Prozesse an der Caldera mithilfe von Umgebungsrauschen rekonstruiert

Team des INGV-Osservatorio Vesuviano und der JGU analysiert seismisches Rauschen des vergangenen Jahrzehnts am Supervulkan von Campi Flegrei

GEMEINSAME PRESSEMITTEILUNG DES NATIONALEN INSTITUTS FÜR GEOPHYSIK UND VULKANOLOGIE IN ITALIEN UND DER JOHANNES GUTENBERG-UNIVERSITÄT MAINZ

Die Analyse des Rauschens, das von seismischen Stationen an der Oberfläche aufgezeichnet wurde, hat zu einer besseren Deutung der vulkanischen Prozesse der Phlegräischen Felder verholfen. Das Ergebnis wurde mithilfe eines neuen Bildgebungsverfahrens erzielt, das von einem internationalen Team von Wissenschaftlern des Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV-OV) in Italien und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) entwickelt wurde. Die Studie "Fluid migrations and volcanic earthquakes from depolarized ambient noise" wurde nun in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

"Tiefe Fluide können Erdbeben hervorrufen", erklärt INGV-Wissenschaftlerin Dr. Simona Petrosino. "Daher hat das Team ein neues Verfahren entwickelt, um die Migrationsprozesse dieser tiefen Fluide in den Campi Flegrei besser nachvollziehen zu können. Dieses Verfahren ermöglicht das Nachverfolgen der Fluide, also einer Kombination von Flüssigkeiten und Gasen, mithilfe unterschiedlicher Zeitfenster des aufgenommenen seismischen Rauschens – von wenigen Stunden bis zu Jahren."

Die Forschenden nutzen die Störungen, die diese tiefen Prozesse auf das Rauschen am Meeresboden oder atmosphärische Aktivität auslösen und die kontinuierlich von Stationen an der Vulkanoberfläche aufgezeichnet werden, um daraus Rückschlüsse auf das Vulkaninnere zu ziehen.

"Meer und Wind sind in ständiger Interaktion mit der Caldera und erzeugen Wellen, die sie bis in ihre Tiefen durchdringen", fügt die Forscherin hinzu. "In den letzten 40 Jahren waren die Calderastrukturen erheblichen lateralen Spannungen ausgesetzt, verursacht durch die Ausdehnung der Kruste, den Druck von Magma in der Tiefe und die komplexe Interaktion tiefliegender vulkanischer Materialien mit Regen im Vulkan."

"Wellen des Umgebungsrauschens dringen in die Caldera ein", so die Wissenschaftlerin weiter, "wobei sich die Richtung über Verwerfungen und Vulkanschloten ändert. Unsere Forschung zeigt, dass der Richtungswechsel hilft, Strukturen zu erkennen, das Fehlen jeglicher Gerichtetheit hingegen ein Zeichen ihrer Aktivierung ist. Auf die Energieentladung folgt die Migration von Fluiden, die zusätzliche Rauschquellen erzeugen und somit unsere Fähigkeit zur Rekonstruktion der Ausrichtung beeinträchtigen. Das Fehlen einer Gerichtetheit gibt uns ein Werkzeug an die Hand, um die Migration tiefer Fluide vor Erreichen der Oberfläche nachzuverfolgen."

Die Wissenschaftler haben für die aktuelle Studie Rauschdaten analysiert, die im letzten Jahrzehnt aufgezeichnet wurden, und dabei einen Verlust der Gerichtetheit im Jahr 2018 festgestellt, als tiefe Fluide die flachen hydrothermalen Systeme erreichten. Daraus folgern die Forscher, dass diese Migrationen mit großer Wahrscheinlichkeit der Auslöser für die Erdbeben waren, die Ende 2019 die Caldera erschütterten. Mehr erfahren...

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