Yellowstone Supervulkan: Schwarmbebenrekord

Laut einem aktuellen Bericht der amerikanischen Erdbebenwarte USGS stellt das aktuelle Schwarmbeben eines mit den meisten Einzelbeben der letzten Jahrzehnte dar: bis September wurden 2475 Erdbeben registriert.

Nur das Schwarmbeben von 1985 war größer. Damals ereigneten sich mehr als 3000 schwache Erdbeben. Der Untergrund hob sich um mehr als 40 cm. Über die aktuelle Deformation liegen noch keine Daten vor, korreliert man sie mit vergleichbarer Erdbebentätigkeit könnte sie bei 30 cm liegen.

Eine Supervulkan-Eruption hat das Potenzial einen vulkanischen Winter zu verursachen und die Welt ins Chaos zu stürzen. Doch da in historischen Zeiten keiner dieser Supervulkane ausbrach liegen keine Daten vor, wie sich ein Vulkan vor einer Supervulkaneruption verhält. Es ist also absolut unklar wie viele Erdbeben stattfinden würden und wie groß die Bodendeformation sein muss, bevor der Vulkan ausbricht.

Bei der Campi Flegrei hob sich der Boden bereits um 3 Meter an, ohne dass es zu einer Eruption kam. So hebt sich derzeit der Untergrund im Bereich der Laguna del Maule um jährlich 25 cm. Auch wenn niemand weiß wann, so wird irgendwann einer dieser Supervulkane ausbrechen und eine Zeitenwende der menschlichen Zivilisation einleiten. 

Dass der Supervulkan unter dem Yellowstone Park irgendwann ausbrechen wird, darin sind sich die Vulkanexperten einig. Die Frage ist nur: Wann wird er ausbrechen? Bei einem solch langen Zyklus wie bei dem des Yellowstone-Vulkans, der auf 600.000 Jahre bestimmt wurde, kann der nächste Ausbruch nächstes Jahr, in 100 Jahren, vielleicht aber auch erst in 1.000 Jahren stattfinden.

Es kommt aber immer wieder vor, dass auch größere Erdbeben das Naturreservat kräftig durchrütteln. So ereignete sich 1959 ein Beben der Stärke 7,5, das die Gegend um den Park aufschrecken ließ. Die zahlreichen Beben und Erdstöße sind allerdings ein untrügliches Zeichen dafür, dass der Untergrund äußerst aktiv ist und es unter der Oberfläche brodelt.

Von 1923 bis 1985 stieg die Bodenhöhe um 74 cm an, dann senkte sie sich bis 1995 etwas ab und seitdem wölbt der Boden sich wieder auf. Die Ursache für diese Bewegungen kann nur eine riesige unterirdische Magmakammer sein, die sehr aktiv ist (Neuer Erdbebenschwarm beim Yellowstone-Supervulkan – mehrere starke Sonneneruptionen, eine trifft die Erde (Nachtrag & Videos)).

 

Magmareservoir unter Vulkanriesen ähnelt einem schwammartigen Kristallbrei

Supervulkane sind verborgene Riesen: Sie ähneln meist kaum den normalen Feuerbergen, sondern verbergen ihre feurige Natur unter einer oft eher unauffälligen Landschaft. Häufig zeugen nur Geysire, Gasaustritte und unterirdische Hitzezonen von ihrer Aktivität, wie beispielsweise beim Yellowstone oder den Campi Flegrei in Italien.

Wie es jedoch im Inneren der Supervulkan aussieht und warum sie nach langer Pause wieder ausbrechen, ist bisher erst in Teilen geklärt. So deuten seismische Untersuchungen darauf hin, dass diese Vulkane mindestens zwei Magmakammern besitzen: eine in der oberen Erdkruste und ein oft noch größeres Reservoir in tieferliegenden Krustenbereichen.

Welche Form und Konsistenz die obere Magmakammer jedoch hat, ist bisher strittig. Einige Geologen gehen davon aus, dass dieses Reservoir mit glutflüssigem Magma gefüllt ist. Der Vulkan wäre damit jederzeit ausbruchsbereit. Andere gehen dagegen von einer komplett ausgekühlten und erstarrten oberen Kammer aus.

Erst durch einen massiven Wärmezustrom aus dem Erdmantel wird das Magma wieder verflüssigt und eine Eruption wird möglich.

Doch welche Theorie stimmt? Um das zu klären, hat ein Team um Olivier Bachmann von der ETH Zürich Proben vom Magmagestein des urzeitlichen Supervulkans „Kneeling Nun“ in New Mexico untersucht. Bei einer heftigen Eruption vor rund 34 Millionen Jahren spie der Vulkan enorme Mengen Asche und Lava, die zu teilweise bizarren Tuffsteinformationen erstarrten.

In diesem Gestein sind Zirkon- und Titanitkristalle enthalten, die in ihrer Struktur und Zusammensetzung Hinweise sowohl auf ihre Entstehungstemperatur als auch den Zeitpunkt ihrer Kristallisierung speichern. Durch Analysen und Vergleiche dieser Kristalle konnten die Forscher so den Zustand der Magmakammer unter diesem Supervulkan über eine halbe Million Jahre hinweg rekonstruieren.

Das überraschende Ergebnis: Keine der beiden gängigen Theorien trifft zu. Die Magmakammer unter dem „Kneeling Nun“ ist weder eine kochende Glutsuppe, die jederzeit übersprudeln kann, noch ein komplett erkalteter Gesteinsblock. Stattdessen ist die Magmakammer dieses Supervulkans eine Mischung aus kristalliner Magma und flüssiger Gesteinsschmelze – eine Art Kristallbrei, wie die Forscher berichten.

Den Analysen nach liegen mehr als 40 bis 50 Prozent des Reservoirs in kristalliner Form vor. Diese festen Magmaanteile bilden wahrscheinlich eine schwammartige, poröse Struktur, in deren Poren die flüssige Gesteinsschmelze sitzt. „Das Magma wird hauptsächlich als kristalline Schwammstruktur konserviert. Und sie muss auf jeden Fall durch Wärmezufuhr reaktiviert werden, ehe sie ausbrechen kann“, so Bachmann.

Damit liegt die Wahrheit wahrscheinlich irgendwo zwischen den beiden etablierten Theorien: Der bereits glutflüssige Magmaanteil erklärt, wie Supervulkane wieder aktiv werden können, ohne dass enorme Wärmemengen von unten in die Kruste gepumpt werden müssen. Der kristalline Anteil dagegen sorgt dafür, dass es hunderttausende von Jahren dauern kann, bis ein solcher Vulkan wieder „aufgeladen“ ist und aufs Neue ausbricht.

Den Anstoß für eine neuerliche Eruption gibt dabei wahrscheinlich das zweite, tiefer in der Erdkruste liegende Magmareservoir. Aus ihm strömt heiße Gesteinsschmelze nach oben und trägt so dazu bei, die halberstarrte obere Magmakammer zu schmelzen.

 

Eine ähnliche Mischung aus festen und flüssigen Anteilen findet sich auch unter dem Supervulkan Toba in Indonesien: Bei ihm besteht das Magmareservoir aus pfannkuchenartig übereinander gestapelten Schichten, wie Geologen vor einigen Jahren herausfanden.

Diese neuen Erkenntnisse geben damit mehr Einblick in die inneren Prozesse eines Supervulkans – und sie erklären, warum diese Feuerriesen so selten ausbrechen. „Die Eruption eines Supervulkans ist – zum Glück für uns – in jedem Fall ein sehr seltenes Ereignis“, sagt Bachmann.

Durch diese Untersuchungen werden die Vermutungen bestätigt, dass der Yellowstone geologisch sehr aktiv ist. Daher ist es so gut wie sicher, dass dieses Pulverfass irgendwann einmal hochgehen wird und die Erde in eine nie gekannte Katastrophe stürzen wird, nur der Zeitpunkt ist unklar (Vulkane: Gigantische Magmakammer unter US-Bundesstaat Washington entdeckt – weltweite Aktivität).

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Literatur:

Die Erde im Umbruch: Katastrophen form(t)en diese Welt. Beweise aus historischer Zeit von Hans-Joachim Zillmer

Erde im Aufruhr von Immanuel Velikovsky

Erdbeben von Philip Lathrop

San Andreas von Bob Ducsay

Quellen: PublicDomain/vulkane.net/scinexx.de am 07.10.2017

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