(Bildnachweis: Vladimir Borzykin/Getty Images)
In den meisten Fällen wissen wir, wann ein Vulkan ausbrechen wird. Naja, so ungefähr. Zwar können wir den genauen Zeitpunkt eines Ausbruchs nicht vorhersagen, aber Vulkane zeigen oft Anzeichen dafür, dass sie „aufwachen“. Diese Anzeichen sind in der Regel auf Veränderungen im Vulkan selbst sowie auf Veränderungen in den obersten Schichten der Erdkruste zurückzuführen. Neue Forschungsarbeiten, die von Teams des Imperial College London und der Universität Bristol durchgeführt wurden, legen jedoch nahe, dass wir tiefer – bis zu 20 km unter der Erde – nach verschiedenen Anzeichen für einen Vulkanausbruch suchen sollten, die uns helfen könnten, unsere Vorhersagen zu verbessern.
„Wir haben uns Vulkane auf der ganzen Welt angesehen und tiefer gegraben als frühere Studien, die sich auf flache unterirdische Kammern konzentrierten, in denen Magma vor Eruptionen gelagert wird“, so Catherine Booth, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung für Geowissenschaften und Ingenieurwesen am Imperial College London, in einer Erklärung. „Wir konzentrierten uns auf das Verständnis von Magma-Quellreservoirs tief unter unseren Füßen, wo extreme Hitze feste Gesteine in einer Tiefe von etwa 10 bis 20 Kilometern zu Magma schmilzt.“
Nachdem das Team Daten aus diesem Teil der Erdkruste gesammelt hatte, fütterte es diese Daten mit Computermodellen. Dabei stellte sich heraus, dass bestimmte Bedingungen in tiefen Magmareservoirs einen Hinweis auf die Größe, Zusammensetzung und Häufigkeit von Vulkanausbrüchen geben können. Wenn wir untersuchen, was unter der Erde vor sich geht, können wir besser vorhersagen, was oben passieren könnte.
Der Auftrieb des Magmas ist vielleicht einer der überraschendsten Indikatoren für eine Eruption. „Im Gegensatz zu früheren Annahmen deutet unsere Studie darauf hin, dass der Auftrieb des Magmas und nicht das Verhältnis von festem und geschmolzenem Gestein die Eruptionen antreibt“, so Booth. „Sobald das Magma genug Auftrieb hat, um zu schweben, steigt es auf und erzeugt Risse im darüber liegenden Festgestein – und fließt dann sehr schnell durch diese Risse, was eine Eruption auslöst.“
Ein weiterer Faktor ist die Größe der Lagerstätte selbst. Es stimmt zwar, dass größere Lagerstätten mehr Magma enthalten, aber das bedeutet nicht immer, dass die Eruption auch größer ausfällt. Je größer das Reservoir ist, desto mehr Wärme wird zerstreut, was die Geschwindigkeit des Schmelzens von Gestein zu Magma verringert. Und je länger das Magma unter der Erde lagert, desto kleiner wird die Eruption sein.
„Durch die Verbesserung unseres Verständnisses der Prozesse, die hinter vulkanischer Aktivität stehen, und durch die Bereitstellung von Modellen, die Aufschluss über die Faktoren geben, die Eruptionen steuern, ist unsere Studie ein entscheidender Schritt hin zu einer besseren Überwachung und Vorhersage dieser gewaltigen geologischen Ereignisse“, sagte Matt Jackson, Lehrstuhlinhaber für geologische Fluiddynamik im Department of Earth Science and Engineering am Imperial College London.
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Die neue Studie wurde am 10. Mai in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
