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Vulkanismus : Auf schnellstem Weg ins Freie

  • -Aktualisiert am

Der Monte Nuovo in den Phlegräischen Feldern Bild: Mauro Antonio Di Vito

Am Golf von Neapel brodelt es in der Erde. Geologen können nun mit Hilfe eines verfeinerten Modells voraussagen, wo das Magma aus der Erdoberfläche treten wird.

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          Obwohl in den vergangenen Jahren bei der Vorhersage von Vulkanausbrüchen einige Erfolge erzielt worden sind, bereiten verlässliche Prognosen über künftige Eruptionen den Vulkanforschern immer noch erhebliche Schwierigkeiten. Eine Vorhersage hat nämlich nur dann Sinn, wenn außer dem Zeitpunkt einer bevorstehenden Eruption auch der Ort, an dem Lava oder vulkanische Gase und Asche austreten, bestimmt werden kann. Die räumliche Vorhersage ist dabei ungleich schwieriger abzuschätzen als der Zeitpunkt einer künftigen Eruption.

          Eine deutsch-italienische Forschergruppe hat nun ein verbessertes Modell entwickelt, das es ihr erlaubt, vorherzusagen, wohin bei einem bevorstehenden Ausbruch das Magma fließt und an welchen Stellen es an die Erdoberfläche gelangt. Ihr Verfahren basiert auf den physikalischen Vorgängen im Inneren eines Feuerbergs und auf statistischen Modellen über die räumliche Verteilung vorhandener Krater. Bisherige Prognosen über den Ort eines neuen Schlots beruhen vor allem auf statistischen Berechnungen.

          Die gefährlichsten Calderen Europas

          Zunächst mag es überraschen, dass es über den Ort einer künftigen Vulkaneruption Unsicherheiten geben könnte. Schließlich wird gemeinhin angenommen, dass Lava, vulkanische Gase oder Asche aus dem zentralen Schlot des Vulkankraters austreten. Ein Blick beispielsweise auf den Ätna auf Sizilien zeigt jedoch, dass der größte Vulkan Europas allein in seiner Gipfelregion über vier aktive Krater verfügt. Hinzu kommen knapp 400 Nebenkrater an seinen Flanken, die alle in den vergangenen 10.000 Jahren mindestens einmal aktiv waren. Auch der Kilauea auf Hawaii beschränkt seine Tätigkeit nur selten auf den Gipfelkrater. So kam es im vergangenen Sommer mehr als 30 Kilometer vom Gipfel entfernt zu einer Flankeneruption, deren Lava mehr als 700 Häuser unter sich begrub. Obwohl seit langem bekannt war, dass die Riftzone südöstlich des Kilaueas besonders gefährdet ist, konnten die Vulkanforscher auf der Hawaii-Insel im vergangenen Jahr den genauen Ort des mehrere Monate dauernden Ausbruchs aber nicht vorhersagen.

          Die Phlegräischen Felder bei Neapel. Dieses dicht besiedelte Gebiet ist bei einem Ausbruch am stärksten gefährdet.
          Die Phlegräischen Felder bei Neapel. Dieses dicht besiedelte Gebiet ist bei einem Ausbruch am stärksten gefährdet. : Bild: Giuseppe Vilardo, INGV-OV GeoLab

          Besonders schwierig sind die Vorhersagen in den sogenannten vulkanischen Calderen, meist runde, kilometergroße Einbruchsbecken, unter denen sich oft eine Magmakammer befindet. Eine der gefährlichsten Calderen in Europa sind die Phlegräischen Felder nordwestlich von Neapel. In diesem knapp 13 Kilometer großen Becken befinden sich zahlreiche vulkanische Krater,von denen der „Monte Nuovo zuletzt vor knapp 500 Jahren ausbrach. Da im Einzugsbereich der Phlegräischen Felder mehrere Millionen Menschen leben, ist es für die Abschätzung des vulkanischen Risikos wichtig, den Ort eines künftigen Ausbruchs möglichst genau vorhersagen zu können.

          Verbesserte Risikokarten für die Vulkanregion

          Die Wissenschaftler um Eleonora Rivalta vom Geoforschungszentrum in Potsdam haben ihre Modellrechnungen mit historischen Daten aus den Phlegräischen Feldern getestet. In das Modell flossen zunächst wichtige Informationen über jene mechanischen Spannungen ein, unter denen die Magmakammer unter den Feldern steht. Diese bestimmen im Wesentlichen, in welche Richtung das flüssige Gestein unterirdisch vor einem künftigen Ausbruch fließen wird. Diesen physikalischen Informationen überlagerten die Forscher dann ein statistisches Modell, das auf der Lage und der Verteilung der bereits vorhandenen Krater basiert.

          Wie Rivalta und ihre Kollegen jetzt in der Zeitschrift „Science Advances“  schreiben, konnte auf diese Weise die Lage der Schlote in dem vulkanisch aktiven Gebiet korrekt beschrieben werden, einschließlich jener, deren Daten nicht zuvor in das Modell eingeflossen waren. Insbesondere gelang es, die Lage eines wichtigen Kraters am Monte Nuovo nachzuzeichnen, der im Jahr 1538 beim Ausbruch des Feuerbergs entstanden war.

          Die Forscher um Rivalta wollen nun in Zusammenarbeit mit italienischen Behörden mit Hilfe ihrer Modellrechnungen verbesserte Risikokarten für die Region nordwestlich von Neapel erstellen. Darin sollen alle möglichen Orte verzeichnet sein, an denen flüssiges Gestein ins Freie tritt. Derzeit prüfen die Wissenschaftler, ob sich ihre neue Vorhersagemethode auch auf andere vulkanische Calderen anwenden lässt.

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