10.06.2004 · Das Geheimnis der Schönehit des Feuerbergs scheint gelüftet zu sein: Dünnflüssige Schmelze erklärt die geradezu majestätische Form des Fudschijama.
Von Horst Radermacher
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Perfekte Schönheit: Fujiama
Der Fudschijama gilt als einer der schönsten Berge der Erde. Die Ebenmäßigkeit seiner Hänge und die nahezu ideale Kegelform machen ihn zum Sinnbild eines Vulkans schlechthin. Fuji-san, wie er von den Japanern genannt wird, ist aber nicht nur optisch, sondern auch geologisch ein außergewöhnlicher Feuerberg.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Stratovulkanen ist er nämlich auf allen Seiten bis in die Gipfelregion nahezu vollkommen symmetrisch und weist keine Narben schwerer explosiver Ausbrüche auf. Außerdem besteht er nahezu vollständig aus basaltischer Lava, was ebenfalls für einen Stratovulkan unüblich ist. Eine Gruppe japanischer Geowissenschaftler ist nun den Geheimnissen der Schönheit des Fudschijamas und seines geologischen Aufbaus auf die Spur gekommen. Sie fanden heraus, daß eine Spaltung der Erdkrustenplatten unter dem Berg für einen stetigen Nachschub basaltischer Magma aus dem tiefen Erdmantel sorgt.
Ein kritischer Punkt
Der Fudschijama liegt an einem geologisch äußerst kritischen Punkt der Erdkruste. In seiner Nähe treffen sich drei jener Lithosphärenplatten, deren dauernde Bewegung Erdbeben und Vulkanausbrüche verursacht. Westlich des Berges erstreckt sich die große eurasische Platte. Im Norden Japans taucht die pazifische Platte unter der eurasischen Platte in den Erdmantel hinein, unter dem Süden Japans ereilt die wesentlich kleinere philippinische Platte das gleiche Schicksal. Der Fudschijama befindet sich damit nach den bisherigen Vorstellungen genau an diesem sogenannten Tripelpunkt, wobei die sich südlich des Berges ins Meer erstreckende Izu-Halbinsel die Grenze zwischen den beiden abtauchenden Platten darstellt.
Völlig sicher waren sich die Geowissenschaftler allerdings nicht, daß sie die komplizierten Verhältnisse unter dem Fudschijama richtig erfaßt hatten. In der Regel lassen sich nämlich die Plattengrenzen und die Kollisionszonen zweier Platten durch die Lage von Erdbebenherden recht gut vermessen. In der Gegend um den Fudschijama sind Erdbeben hingegen längst nicht so häufig wie im restlichen Japan. Dementsprechend unscharf waren bisher auch jene Karten aus dem Gebiet, in denen der Verlauf der Plattengrenzen dargestellt wird. Insbesondere die Winkel, unter denen die beiden ozeanischen Platten unter Eurasien im Erdmantel verschwinden, war wegen der fehlenden Erdbeben nur unzureichend bekannt.
Platten-Grenzen nördlicher als angenommen
Um die plattentektonischen Verhältnisse unter dem 3776 Meter hohen Vulkan genauer zu untersuchen, stellten Koki Aizawa und seine Kollegen vom Forschungszentrum für Erdbebenvorhersage der Universität von Kioto in den vergangenen zwei Sommern jeweils für mehrere Wochen elektromagnetische Meßgeräte am Fudschijama auf. Mit diesen Instrumenten lassen sich die von Schwankungen des erdmagnetischen Feldes in die Erde induzierten elektrischen Ströme messen. Aus den dabei gewonnenen Daten wiederum kann man anschließend ein dreidimensionales Modell des elektrischen Widerstandes der Erdkruste im Meßgebiet berechnen. Der Widerstand von Gesteinen ist einerseits vom Gehalt an Porenwasser abhängig. Er wird aber auch davon beeinflußt, ob das Gestein kalt und fest oder heiß und flüssig ist.
Wie die japanischen Geowissenschaftler in der Online-Ausgabe der "Geophysical Research Letters" schreiben, zeigt das aus ihren Messungen berechnete Modell, daß die Grenze zwischen der pazifischen und der philippinischen Platte viel weiter nördlich als bisher angenommen verläuft. Der Fudschijama-Komplex befindet sich deshalb vollständig über der abtauchenden philippinischen Platte. Genau unter dem Berg ist diese Platte aber in zwanzig bis vierzig Kilometer Tiefe in zwei Teile gespalten. Durch den dabei entstandenen Riß gelangt nun Magma aus dem Erdmantel in die obere Erdkruste und kann durch den Schlot des Vulkans entweichen. Das geschah letztmals bei einer Eruption im Jahre 1707.
Riß in der Erdkruste
Der Riß erklärt nach Meinung der Wissenschaftler auch, warum der Fudschijama alle anderen japanischen Vulkane mit seiner Größe und seinem Volumen bei weitem überragt. Durch den Riß gelangen nämlich große Mengen an Magma in das Schlotsystem des Feuerberges. Der Fudschijama bricht zwar nicht häufig aus, dafür aber sind seine Auswürfe an Magma jedesmal sehr ergiebig. In den vergangenen 100 000 Jahren hat er mehr als tausend Kubikkilometer Lava zutage gefördert. Im Vergleich zu anderen Stratovulkanen, beispielsweise dem Mount St. Helens im amerikanischen Bundesstaat Washington oder dem Pinatubo auf den Philippinen, ist der Fudschijama trotzdem recht sanft.
Die meisten Stratovulkane brechen explosiv aus und sprengen dabei häufig ihre Gipfelregion weg oder reißen große Narben in ihre Flanken. Der Grund dafür ist, daß diese Vulkane über Kammern von recht zähflüssiger Magma liegen. Dadurch kann sich im Schlot ein sehr hoher Druck aufbauen, der sich dann oft in einer katastrophalen Explosion entlädt. Durch den Riß in der philippinischen Platte gelangt Magma aus wesentlich tieferen Schichten des Erdmantels in den Schlot des Fudschijamas. Diese basaltische Schmelze ist recht dünnflüssig und kann daher ohne großen Druckaufbau nach oben steigen. Bei einem Ausbruch schlägt sie auch keine Eruptionsnarben, denn sie fließt meist effusiv aus dem Gipfelkrater heraus und gleitet dann die Hänge hinab. Dort erkaltet sie Lage für Lage und baut, nach Meinung der Forscher aus Kioto, auf diese Weise die ebenmäßige Kegelform des Fudschijamas auf.
