Vulkanologie: Kristalle sind Bindeglied zwischen Erdbeben und Vulkanausbrüchen

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Die Lava, die von Vulkanen bei einer Eruption ausgestoßen wird, ist längst nicht mehr vollständig geschmolzen – bereits in der Magmakammer tief unter dem Berg nämlich kristallisieren die ersten Mineralien aus. Dabei konservieren sie Momentaufnahmen aus der Magmakammer, die Bedingungen, unter denen der Kristall entstand. Diese Daten enthalten wertvolle Informationen über die Ursachen seismischer Aktivität, wie ein Team um Kate Saunders von der University of Bristol bei einer Analyse von Auswurfgesteinen des Mount St. Helens im US-Bundesstaat Washington zeigen konnte. Die Zusammensetzung der Minerale zeigt, dass episodische seismische Aktivität im Vulkan tatsächlich direkt daher rührt, dass frische Schmelze die Magmakammer auffüllt – und dass auf ein solches Ereignis binnen eines Jahres immer eine Eruption folgte.

(Bild: Zonierte Kristalle: Falschfarbenbild zonierter Orthopyroxen-Kristalle. Die konzentrischen Schichten entstanden durch neu von unten zuströmendes Magma)

Die Forscher untersuchten die Zusammensetzung verschiedener Kristalle des Minerals Orthopyroxen in Ausbruchsmassen der Jahre 1980 bis 1986. Orthopyroxen ist ein Kettensilikat, das aus Magma auskristallisiert, dessen genaue Zusammensetzung allerdings mit den Bildungsbedingungen deutlich schwankt. Außerdem wachsen die Kristalle nicht in einem Rutsch, sondern legen immer wieder Wachstumsschübe ein, so dass sie aus mehreren Schichten deutlich unterschiedlicher Zusammensetzung – mal ein höherer Anteil Magnesium, mal mehr Eisen – bestehen. Erst wenn sie bei einer Eruption ausgestoßen werden, endet dieser Prozess.

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Saunders und ihre Kollegen brachten die zeitliche Abfolge dieser Wachstumsschübe in Zusammenhang mit der seismischen Geschichte und dem bekannten Gasausstoß des Bergs. Dabei fanden sie, dass in Zeiten hoher Erdbebenaktivität und großer Gasmengen auch das Kristallwachstum in der Magmakammer stark anstieg – ein klares Indiz dafür, dass neues Material aus dem Erdinneren aufstieg. Auf diese Episoden folgte dann binnen zwölf Monaten eine Eruption. Mit diesen Ergebnissen gibt es erstmals einen direkten Nachweis der bisher nur vermuteten Zusammenhänge zwischen Erdbeben und konkreten Vorgängen in der Magmakammer. Die Forscher hoffen, auf dieser Basis die Dynamik aktiver Vulkane besser zu verstehen und Aktivitätsepisoden genauer vorhersagen zu können.

Quelle: Spektrum.de vom 25.05.2012

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