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100 Stundenkilometer Wenn Magma an die Oberfläche rast

In 30 Tagen in den Himmel: Vulkanologen haben erstmals die Geschwindigkeit von Magma ermittelt. Resultat: Mit mehr als 100 Stundenkilometern schießt es aus dem Schlund.

© Philipp Ruprecht Vulkan Irazú in Costa Rica

Bei manchen schweren Vulkanausbrüchen werden Aschewolken mehrere Kilometer hoch in die Atmosphäre geschleudert. Angetrieben vom Überdruck der im Magma enthaltenen Gase, schießt die Asche dabei zum Teil mit Geschwindigkeiten von mehr als hundert Kilometern pro Stunde aus dem Schlund des Kraters. Mit Hilfe von Videokameras und Radargeräten haben Vulkanforscher solche Austrittsgeschwindigkeiten inzwischen an zahlreichen Feuerbergen gemessen. Weitgehend unklar ist bisher jedoch geblieben, wie schnell ein Magmareservoir während einer Eruption mit Nachschub an flüssigem Gestein aus dem Erdmantel versorgt wird. Bei einer umfangreichen Untersuchung am Vulkan Irazú in Costa Rica haben zwei amerikanische Forscher nun erstmals indirekt bestimmen können, mit welcher Geschwindigkeit das Magma aus der Erdkruste aufsteigt.

Bisher gibt es kein Verfahren, mit dem der Fluss von Magma innerhalb der Erdkruste direkt beobachtet werden kann. Seismische Messungen des sogenannten vulkanischen Tremors geben zwar Anhaltspunkte über das Fließverhalten des flüssigen Gesteins, sie liefern aber keine Informationen über die Geschwindigkeit, mit der das Material aufsteigt. Vulkanologen sind deshalb auf indirekte Messungen angewiesen. Die wichtigsten Indikatoren sind dabei die Arten und Größen von Kristalleinschlüssen in erkalteter Lava. Steigt das Magma beispielsweise langsam auf, dann können sich seine verschiedenen mineralischen Bestandteile gründlich mischen, und es entstehen recht homogene Laven. Bei einem schnellen Aufstieg bleibt zur Vermischung wenig Zeit. Als Folge zeigen die Laven an der Erdkruste ein anderes Muster von Kristallen.

Philipp Rupprecht und Terry Plank von der Columbia University in New York haben nun die Einschlüsse an Olivinkristallen in jenen Laven untersucht, die der Vulkan Irazú bei seinem schweren Ausbruch in den Jahren 1963 bis 1965 ausstieß. Mit einer Höhe von mehr als 3400 Metern ist Irazú der größte Stratovulkan in der mittelamerikanischen Vulkankette. Während seines fast zwei Jahre dauernden Ausbruchs vor fünfzig Jahren waren große Mengen an Gesteinschmelze an die Erdoberfläche gelangt. Es ist recht unwahrscheinlich, dass die gesamte, während eines derart langen Ausbruchs geförderte Lava schon vorher in einem Reservoir unterhalb des Vulkans gespeichert war. Vielmehr wurde der Vulkan während der Eruption ständig mit Magma aus dem Erdmantel versorgt. Aus der Größe und der chemischen Zusammensetzung der Olivinkristalle schlossen die beiden Forscher nun, dass das flüssige Gestein mit einer mittleren Geschwindigkeit von 50 bis 80 Metern pro Tag durch die Erdkruste floss. Manche Kristalle müssen aber viel schneller aufgestiegen sein. Wie Rupprecht und Plank in der Zeitschrift „Nature“ (Bd. 500, S. 68) berichten, haben sie in einem dünnen, aber sehr langen vulkanischen Gang Olivine entdeckt, die nur knapp 30 Tage brauchten, um den Weg aus dem Erdmantel an die Oberfläche zurückzulegen. Das entspricht einer Geschwindigkeit von etwa einem Kilometer pro Tag. Gemessen am Alltag erscheinen derartige Bewegungsraten außergewöhnlich langsam. Im geologischen Zusammenhang, in dem sich Vorgänge üblicherweise in Tausenden oder gar Millionen von Jahren abspielen, sind diese Magmageschwindigkeiten allerdings äußerst rasant.

Quelle: F.A.Z.

 
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Veröffentlicht: 12.08.2013, 19:40 Uhr