Seismische Signale zeigen die Zähflüssigkeit des Magmas an – das könnte helfen, die Gefahr künftiger Vulkanausbrüche besser abzuschätzen.
Spektakulär sind Vulkanausbrüche immer, ob ein Ausbruch jedoch für Menschen und naheliegende Siedlungen bedrohlich wird, hängt von der genauen Art der Eruption ab. Manche Ereignisse sind vergleichsweise wenig dramatisch, wenn nämlich heiße dünnflüssige Lava, die wenig Gas und wenig Kristalle enthält, langsam durch Spalten aus dem Erdinneren fließt. Doch es gibt auch explosive Ausbrüche. Dann schleudert ein Vulkan zähflüssige Lava mit riesigen Gesteinsbrocken unter hohem Druck aus seinem Schlot, meist verbunden mit Glut- und Aschewolken, die kilometerhoch in den Himmel schießen oder die Hänge hinabrasen.
Je explosiver ein Ausbruch ist, umso gefährlicher ist er in der Regel für die Menschen, die Infrastruktur und die Gesellschaft insgesamt, wenn man Klimaauswirkungen zusätzlich berücksichtigt. Daher versuchen Vulkanologen seit Jahrzehnten, den Eruptionsstil vulkanischer Ereignisse vorherzusagen. Nun ist einem internationalen Team unter Beteiligung von LMU-Forschern hier ein großer Fortschritt gelungen. Sie konnten zeigen, dass bestimmte seismische Signale Stunden oder Tage vor einem Ereignis unmittelbar mit der Viskosität des im Vulkanschlot aufsteigenden Magmas korrelieren. Dünnflüssiges Magma löst nämlich beim Aufstieg aus der Magmakammer andere seismische Wellen aus als zähflüssiges Material. „Wir hoffen, damit explosive von weniger gefährlichen Eruptionen unterscheiden zu können“, sagt Donald Dingwell, Direktor des Departments für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU.
Das internationale Team untersuchte eine Ausbruchsserie des Vulkans K?lauea auf Hawaii aus dem Jahr 2018 mit insgesamt 24 Eruptionen, und zwar geologisch hinsichtlich der chemischen und physikalischen Beschaffenheit des ausgetretenen Magmas wie auch bezüglich der beobachteten Erdbebenwellen. „Das war damals ein richtiges Schauspiel“, erinnert sich Dingwell. „Jeder Ausbruch hatte ein leicht anderes Muster, der Stil der Eruption änderte sich von explosiv bis eher harmlos.“ Das Magma ein- und desselben Vulkans kann sich in seiner chemischen Zusammensetzung, also im Gehalt an Kristallen, Siliziumdioxid oder Gasbläschen ständig ändern – also in den Faktoren, die die Viskosität des Magmas bestimmen. „Es war ein Glück, dass wir darauf bestanden haben, jeden einzelnen Ausbruch geologisch exakt zu beproben“, erzählt Dingwell. „Anfangs hielt man uns vermutlich für leicht verrückt, weil man nicht wusste, wofür wir so viel Material brauchten.“ Mehr erfahren…
