Magma-Anomalie unter Yellowstone Supervulkan – Teil von Untergrund in Texas instabil (Videos)

Ein ganzer Nationalpark ist nach ihm benannt: Dem „Yellowstone“-Supervulkan im US-Bundesstaat Wyoming. Seit Jahrzehnten untersuchen Forscher den Vulkan und gingen bislang davon aus, dass dessen Magmaquelle in einer Tiefe von bis zu 440 Kilometer liegt. Neue seismische Messdaten zeigen nun aber, dass der Vulkan noch viel weiter in den Boden reicht.

Die Frage, woher das Magma stammt, welches den Supervulkan Yellowstone im Nordwesten der USA speist, hat eine heftige Polemik unter Wissenschaftlern ausgelöst. Forscher von der University of Texas haben das Bestehen einer Anomalie im Erdmantel unter dem Vulkan nachgewiesen.

Der Krater des Supervulkans, der bis heute aktiv ist, ist 72 Kilometer lang und 55 Kilometer breit. Die Autoren der Studie, Peter Nelson und Stephen Grand, haben Daten von mehr als 500 seismischen Messstationen ausgewertet, die sich über die USA erstrecken.

Dadurch konnten sie erstmals ein sehr genaues Bild des Erdmantels unter dem Yellowstone bis an die Grenze zum Erdkern gewinnen (Yellowstone Supervulkan: Über 200 Schwarmbeben in kurzer Zeit sorgen für Besorgnis (Videos)).

Unter dem Vulkan entdeckten die Forscher eine 350 Kilometer mächtige Anomalie von zylindrischer Form, die sich erstmals bis zur 2600 Kilometer tief gelegenen Grenze zum Erdkern verfolgen ließ.

Den Wissenschaftlern zufolge spricht dies für einen Mantel-Plume: einen Aufstrom heißen Gesteinsmaterials aus dem tieferen Erdmantel.

„Wir schließen daraus, dass die ultimative Hitzequelle des Yellowstone-Vulkangebiets ein Mantel-Plume ist, der seinen Ursprung an der Kern-Mantel-Grenze hat“, so die Forscher.

So können Vulkane, wie beispielsweise der Yellowstone, auch im Kontinentinneren, also unabhängig der Plattengrenzen entstehen. Ein Mantel-Plume reicht allerdings bis an die Grenze des Erdkerns – und somit etwa 2.600 Kilometer in die Tiefe. Das wäre nahezu sechsmal so viel als die bisher angenommene Tiefe.

Die Folgen eines Ausbruchs des Supervulkans wären dementsprechend verheerend: Die US-Bundesstaaten Wyoming, Montana und Idaho würden unter Lava verschwinden, das Klima würde weltweit drastisch abkühlen – kurz gesagt: Es würde zu einer globalen Katastrophe führen.

Allerdings geben die Wissenschaftler vorerst Entwarnung: Eine Eruption des Supervulkans ist nich nicht in Sicht.

Texas: Untergrund wird instabil

Das Phänomen ist nicht neu: Dort, wo der Mensch große Mengen an Wasser, Kohle, Gas oder Öl aus dem Untergrund fördert, verändert er damit die Geologie und Stabilität des Gesteins. Druckveränderungen und entstehende Hohlräume können im Extremfall dazu führen, dass der Boden nachgibt und ganze Gebiete plötzlich absinken oder von Einsturzdolinen verschlungen werden. Auch im Ruhrgebiet haben sich in den letzten Jahren bereits mehrere solcher Senklöcher gebildet.

“Gespickt wie ein Nadelkissen

In ganz großem Maßstab scheint sich nun jedoch der Untergrund in Texas zu verändern. Im Westen des US-Bundesstaats wird seit Jahrzehnten intensiv Erdöl und Erdgas gefördert. “Diese Region ist seit den 1940ern wie ein Nadelkissen mit Ölbohranlagen und Injektionspumpen gespickt”, sagt Jin-Woo Kim von der Southern Methodist University in Dallas. Lange schien dies kaum geologische Folgen zu haben.

Doch in den letzten Jahren hat sich dies geändert. In einigen Gebieten sind inzwischen enorme Senklöcher aufgetreten, die immer weiter wachsen. Aber sind dies nur Einzelfälle oder Vorwarnzeichen für größere Veränderungen im Untergrund?

Um das herauszufinden, haben Kim und seine Kollegen Radaraufnahmen der Sentinel-1 A/B-Satelliten der ESA ausgewertet. Mittels Radarinterferometrie analysierten sie die Bodenbewegungen eines gut 10.00 Quadratkilometer großen Gebiets in West-Texas.

(Im Westen von Texas hebt und senkt sich der Untergrund ungewöhnlich stark und schnell – eine Folge der jahrzehntelangen Öl- und Gasförderung. Hier eine Bodenhebung an einem Injektionsbohrloch bei Monahans)

Großflächige Bewegungen

Das Ergebnis: Im gesamten Gebiet gibt es ungewöhnlich starke Bodenhebungen und -senkungen. Stellenweise hat sich der Untergrund um bis zu einen Meter bewegt – in nur zweieinhalb Jahren. “Dieses Ausmaß der Bodenbewegung ist nicht normal. Der Untergrund bewegt sich nicht so stark ohne konkrete Auslöser”, sagt Kims Kollege Zhong Lu.

Hinweise auf die Ursachen fanden die Wissenschaftler, als sie die Bodenbewegungen mit den Standorten von Bohranlagen und Injektionspumpen für Wasser und CO2 verglichen. Es zeigte sich: In der Umgebung dieser Anlagen verändert sich der Untergrund besonders stark. “Das Ausmaß der Veränderungen ist dort ein Risiko für Anwohner, Straßen, Bahnstrecken, Dämme und Pipelines”, betont Lu. “Auch das Grundwasser könnte durch brechende Leitungen kontaminiert werden.”

(Anatomie eines Senklochs: Querschnitt durch den Untergrund unter dem Senkloch im Winkler County in Texas. Die Auflösung einer tiefen Salzformation macht den Untergrund instabil)

Salz- und Kalkformationen aufgelöst

Besonders alarmierend jedoch: An vielen Stellen sind große Mengen Wasser aus alten Förderanlagen und Injektionspumpen in die Kalkstein- und Salzformationen im Untergrund gesickert. Großräumiges Absinken der Erdoberfläche in diesen Gebieten spricht dafür, dass das eingedrungene Wasser schon zahlreiche Hohlräume in diese wasserlöslichen Formationen gefressen hat, so die Forscher. Stellenweise drohe dort ein Kollaps des Untergrunds.

“Die Bodenbewegungen vor allem südwestlich von Imperial sollten gründlich überwacht werden, um potenzielle Katastrophe zu vermeiden”, sagen die Wissenschaftler. Ihrer Ansicht nach ist es zudem sehr wahrscheinlich, dass auch andere Regionen in Texas betroffen sind.

“Wir sind ziemlich sicher, dass wir weitere Gebiete mit solchen Bodenveränderungen finden würden, wenn wir über unser jetziges Untersuchungsgebiet hinausschauen”, sagt Kim.

Nach Ansicht der Forscher sind die in einigen Gebieten aufgetretenen Senklöcher nur die Spitze eines ganzen Eisbergs von Untergrundveränderungen, die durch die jahrzehntelangen Aktivitäten der Öl- und Gasindustrie verursacht wurden. Ob und welche davon eine potenzielle Gefahr darstellen, müsse nun genau untersucht werden.

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Literatur:

Vulkane der Eifel: Aufbau, Entstehung und heutige Bedeutung

Die Erde im Umbruch: Katastrophen form(t)en diese Welt. Beweise aus historischer Zeit

Erde im Aufruhr

Vulkanismus

Video:

Quellen: PublicDomain/Focus/scinexx.de//de.sputniknews.com am 28.03.2018

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