Trotz aller technischer Fortschritte ist eine Vorhersage von Vulkanausbr\u00fcchen noch immer schwierig. Wissenschaftler k\u00f6nnen zwar Signale wie steigenden Druck im Inneren, aufsteigende Gase und Wasserdampf deuten, trotzdem sind Eruptionen auch bei Vulkanen, die genau beobachtet werden, schwierig vorherzusagen. Fragen wie, wieso der Berg Fuji nach dem starken Erdbeben in Tohoku nicht ausgebrochen ist, oder warum der Ausbruch des Eyjafjallaj\u00f6kul so viel vulkanische Asche erzeugt hat, sind noch immer unbeantwortet.<\/p>\n\n\n\n
Geologen und Geophysiker unter der Leitung von Luca Caricchi, Professor f\u00fcr Geowissenschaften der naturwissenschaftlichen Fakult\u00e4t der UNIGE<\/a>, haben nun genau untersucht, was eine Eruption verursacht. Sie wollten unter anderem die Frage beantworten, wieso einige Vulkane regelm\u00e4\u00dfig ausbrechen, w\u00e4hrend andere Jahrtausende lang inaktiv bleiben. Dazu haben die Forscher Literatur \u00fcber die internen und externen Mechanismen gew\u00e4lzt, die zu einem Vulkanausbruch f\u00fchren. Sie analysierten dabei die Thermomechanik von vulkanischen Prozessen in der Tiefe und der Magmaausbreitung an die Oberfl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n Es zeigte sich, dass der gr\u00f6\u00dfte Teil des aus der Tiefe aufsteigenden Magmas tats\u00e4chlich keinen Vulkanausbruch ausl\u00f6st. Au\u00dferdem stellten die Wissenschaftler fest, dass \u00e4ltere Vulkane eher seltener, daf\u00fcr aber mit gr\u00f6\u00dferen und gef\u00e4hrlicheren Eruptionen ausbrechen. “W\u00e4hrend seiner Reise kann Magma in Reservoirs innerhalb der Erdkruste gefangen werden, wo es f\u00fcr Tausende von Jahren stagnieren kann und m\u00f6glicherweise nie ausbricht”, erkl\u00e4rt Meredith Townsend, Forscherin am Department of Earth Sciences der Universit\u00e4t von Oregon<\/a>. Sie konzentrierte darauf, den Druck zu berechnen, den das Magma ben\u00f6tigt, um das Gestein um das Reservoir herum aufzubrechen und an die Oberfl\u00e4che zu steigen.<\/p>\n\n\n\n Eleonora Rivalta, Forscherin am Potsdamer Forschungszentrum f\u00fcr Geowissenschaften<\/a> und der Universit\u00e4t Bologna<\/a>, untersuchte die Ausbreitung des Magmas beim Aufstieg an die Oberfl\u00e4che: “Wenn es fl\u00fcssig genug ist, also nicht zu viele Kristalle enth\u00e4lt, kann Magma durch eine Art selbstgetriebenes Fracking sehr schnell aufsteigen”, sagt die Wissenschaftlerin. Wenn das Magma aber zu mehr als 50% kristallisiere, w\u00fcrde es zu z\u00e4hfl\u00fcssig und die Reise an die Oberfl\u00e4che w\u00fcrde stoppen.<\/p>\n\n\n\n Au\u00dferdem k\u00f6nne das Magma verschiedene Wege nehmen, vertikal, horizontal oder geneigt, erkl\u00e4rt Luca Caricchi. Sein Spezialgebiet ist die Magmachemie. Sie liefert wichtige Informationen \u00fcber den Zustand des Magmas vor einem Vulkanausbruch. “Die Chemie des Magmas und der darin enthaltenen Kristalle liefert wichtige Informationen \u00fcber die Abfolge der Ereignisse, die zu einem Vulkanausbruch f\u00fchren, was wertvoll ist, um die \u00dcberwachungssignale aktiver Vulkane besser zu interpretieren und zu antizipieren, ob es zu einer Eruption kommen k\u00f6nnte.”<\/p>\n\n\n\n Die Japanerin Atsuko Namiki, Forscherin an der Graduate School of Environmental Studies an der Universit\u00e4t Nagoya<\/a>, war im Team daf\u00fcr verantwortlich, die externen Ausl\u00f6ser eines Ausbruchs, wie Erdbeben, Gezeiten oder Regen, zu analysieren. “Diese allein k\u00f6nnen eine Eruption nicht ausl\u00f6sen, das Magma muss bereit sein und auf einen Ausl\u00f6ser warten.”<\/p>\n\n\n\n Damit eine Eruption stattfinden kann, m\u00fcssten mehrere Bedingungen gleichzeitig erf\u00fcllt sein, sagt Luca Caricchi. Magma mit weniger als 50% Kristallen m\u00fcsse in einem Reservoir gespeichert sein, in dem wiederum ein \u00dcberdruck herrscht. Dieser \u00dcberdruck kann beispielsweise durch Erdbeben entstehen oder auch durch einen weiteren Zufluss von Magma. Aber auch, wenn dieser Druck soweit ansteigt, dass das Magma aufsteigen kann, ist ein Ausbruch noch nicht unbedingt gegeben.<\/p>\n\n\n\n Die Analyse der Forscher zeigt, wie Vulkane sich im Laufe der Zeit ver\u00e4ndern k\u00f6nnen. “Wenn ein Vulkan gerade erst anf\u00e4ngt, aktiv zu sein, ist sein Reservoir eher klein und die umgebende Kruste ist relativ kalt, was zu vielen h\u00e4ufigen, aber kleinen und eher vorhersehbaren Eruptionen f\u00fchrt”, erkl\u00e4rt Luca Caricchi. Bei alten Vulkanen sei das Reservoir gr\u00f6\u00dfer und das umgebende Gestein hei\u00dfer. “Wenn neues Magma injiziert wird, erzeugt es nicht viel \u00dcberdruck, weil sich die Felsen um das Reservoir herum verformen und das Wachstum weitergeht”, erkl\u00e4rt der Geologe. <\/p>\n\n\n\n Als Beispiel nennt er den Mt. St. Helens, der erst vor 40.000 Jahren zum ersten Mal ausbrach und dessen letzte Eruption im Jahr 2008 klein und nicht gef\u00e4hrlich war. Ganz anders der Toba in Indonesien. Er brach vor rund 1,2 Millionen Jahren mit einer gewaltigen Explosion zum ersten Mal aus und seine letzte Eruption vor 74.000 Jahren war katastrophal. Damals wurde die gesamte Umgebung um den Vulkan komplett zerst\u00f6rt und der Ausbruch hatte weltweite Auswirkungen auf das Klima.<\/p>\n\n\n\n Letztendlich werde aber eine Ansammlung gro\u00dfer Mengen an Magma zu gro\u00dfen Eruptionen f\u00fchren, sagt Caricchi. “Au\u00dferdem sind die Warnzeichen sehr schwer zu erkennen, weil die hohen Temperaturen die seismische Aktivit\u00e4t verringern und die Wechselwirkung zwischen Gasen und Magma deren Zusammensetzung ver\u00e4ndert.” Das w\u00fcrde es schwieriger machen, zu verstehen, was darunter vor sich ginge. Je mehr Magma sich ansammle, desto schneller “altere” der Vulkan.<\/p>\n\n\n\n Bestimmt werden kann das Alters eines Vulkans durch Analysen des Zirkons im Gestein. Geologen k\u00f6nnen verstehen, in welchem Stadium ihres Lebens sich ein Vulkan befindet, wenn sie sein Alter kennen. “Derzeit gibt es 1.500 aktive Vulkane, und etwa 50 von ihnen brechen jedes Jahr aus. Zu wissen, ob die Bev\u00f6lkerung evakuiert werden muss oder nicht, ist entscheidend, und wir hoffen, dass unsere Studie dazu beitr\u00e4gt, die Auswirkungen vulkanischer Aktivit\u00e4ten auf unsere Gesellschaft zu verringern”, so Luca Caricchi. Er hofft, dass die Erkenntnisse der j\u00fcngsten Studien an Vulkanen getestet werden, die bereits ausgiebig untersucht wurden. “Wie die in Italien, den USA und Japan, und auf andere Vulkane \u00fcbertragen, f\u00fcr die es weniger Daten gibt, wie in Indonesien oder S\u00fcdamerika.”<\/p>\n\n\n\n Die Ergebnisse der Studien wurden in Nature Reviews Earth and Environment<\/a> ver\u00f6ffentlicht. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie dazu beitragen k\u00f6nnen, Modelle vulkanischer Prozesse zu verfeinern, um so die mehr als 800 Millionen Menschen, die in der N\u00e4he aktiver Vulkane leben, besser vor den Auswirkungen von Ausbr\u00fcchen sch\u00fctzen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Auch interessant:<\/strong> Trotz aller technischer Fortschritte ist eine Vorhersage von Vulkanausbr\u00fcchen noch immer schwierig. Wissenschaftler k\u00f6nnen zwar Signale wie steigenden Druck im Inneren, aufsteigende Gase und Wasserdampf deuten, trotzdem sind Eruptionen auch bei Vulkanen, die genau beobachtet werden, schwierig vorherzusagen. 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Alter des Vulkans von Bedeutung<\/h3>\n\n\n\n
1.500 aktive Vulkane<\/h3>\n\n\n\n
Forschung zur Geothermie: Vulkangebiete als Energiequelle<\/a>
Dank K\u00fcnstlicher Intelligenz zu verbesserter Erdbebenanalyse<\/a>
Wenn die Erde bebt, d\u00e4mpft ISAAC die Vibrationen<\/a>
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