Bild: John McLinden via flickr - Lizenz CC BY ND 2.0

Supervulkan: Phlegräische Felder vor dem Ausbruch?

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Sie haben keine Kegel, sind unter allen Kontinenten zu finden und brechen sehr selten aus. Trotzdem sind sie eine der größten Naturgefahren.

Nach einer Eruption stürzt die Erdkruste über der entleerten Magmakammer ein, zurück bleibt ein großes Becken, die sogenannte Caldera. Supervulkane haben sehr lange Ruheperioden – zehn- bis hunderttausende von Jahren.

Unter von Millionen von Menschen liegt ein Supervulkan, der Anzeichen eines Wiedererwachens zeigt. Die Phlegräischen Felder (Campi Flegrei) sind 13 km breit und liegen unterhalb der Bucht von Neapel vor der Küste Italiens. Die jüngsten Beobachtungen des Vulkans deuten darauf hin, dass einer der größten Vulkane Europas wieder zum Leben erwacht.

Ein internationales Team von Geowissenschaftlern hat die Caldera des Vulkans auf Anzeichen von Aktivität überwacht und kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications Ergebnisse zur erhöhten Gefahr eines Ausbruchs veröffentlicht.

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Es wird angenommen, dass sich die Campi Flegrei, was auf Italienisch “brennende Felder” bedeutet, sich vor Hunderttausenden von Jahren gebildet haben und in der letzten geologischen Zeit mehrmals ausgebrochen sind. Die anfängliche Eruption, die vor 200.000 Jahren stattfand, löste einen “vulkanischen Winter” aus, der von der massiven Menge Asche herrührte, die in die Atmosphäre ausgestoßen wurde. Der Vulkan brach dann vor 40.000 und 12.000 Jahren erneut aus. Der Ausbruch vor 40.000 Jahren hat vermutlich die meisten europäischen Neandertaler ausgelöscht und war einer der größten Vulkanausbrüche aller Zeiten. In jüngerer Zeit brach Campi Flegrei 1538 für 8 Tage hintereinander aus, sandte Asche durch Europa und bildete den Berg Monte Nuovo. Es war allerdings eine wesetlich kleinere Eruption als die vorhergehenden.

Der Monte Nuovo entstand beim letzten Ausbruch 1538 (Bild: Fiore Silvestro Barbato via flickr – Lizenz CC BY SA 2.0)

Jüngste Messungen des Vulkans Campi Flegrei zeigen, dass er sich dem sogenannten kritischen Entgasungsdruck (CDP) nähert, einem Druck, bei dem der Vulkan eine Phase der Flüchtigkeit und vulkanischen Unruhe einleiten kann. Das CDP ist im Allgemeinen ein Druck, bei dem vulkanisches Gas aus dem darunterliegenden Magma austreten kann und lokalisierte hydrothermale Entlüftungsöffnungen, Flüssigkeiten und Gesteine erhitzt. Dieser erhöhte Druck und die erhöhte Wärme können eine Verformung des Abraumgesteins und letztendlich ein Gesteinsversagen, d. H. Einen Vulkanausbruch, auslösen.

Wissenschaftler haben die beschleunigte Verformung des Vulkans gemessen, die in letzter Zeit aufgrund des erhöhten Gasdrucks sprichwörtlich angestiegen ist. Wissenschaftler haben seit 2005 einen Anstieg des Vulkanbodens von ca. 40cm gemessen. Gas unter hohem Druck im Untergrund ist außerordentlich gefährlich, da es leicht und schnell zu einer ungehinderten positiven Rückkopplungsschleife führen kann. Stellen Sie sich Gas gelöst in Magma vor, das relativ stabil ist. Wenn dieses Gas aus der Magma zu entweichen beginnt und im Untergrund der Erde aufsteigt, verringert das Gas anschließend den Überdruck des Magmas darunter. Dadurch kann mehr Gas aus der Lösung austreten und in der Magmasäule aufsteigen. In einem Augenblick kann es zu einer außer Kontrolle geratenen Situation kommen, in der dekomprimiertes Gas eine stärkere Dekomprimierung und ein eventuelles Ausblasen ermöglicht. Dies ist nicht unähnlich zu einigen Situationen, die beim Ausblasen von Öl- und Gasbohrungen auftreten.

Besonders alarmierend ist die Lage des Campi Flegrei in unmittelbarer Nähe der Metropolregion Neapel, einer sehr dicht besiedelten Gegend. Der Vulkan wird daher aktiv vom italienischen Nationalinstitut für Geophysik in Rom überwacht, wo Echtzeitmessungen auf zunehmende Bedrohung hin analysiert werden.

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Bei der italienischen Stadt Neapel schlummert ein Supervulkan  (Bild von Vyacheslav Argenberg via Flickr – Lizenz CC BY 2.0)

Trotz der zunehmenden Anzeichen von Aktivität ist es sehr schwierig, den “Wendepunkt” zu bestimmen, an dem der Vulkan auszubrechen beginnt. Die italienische Regierung hat jedoch die Bedrohungsstufe des Vulkans von grün auf gelb angehoben, was eine ständige wissenschaftliche Überwachung auf Änderungen des Vulkanverhaltens erfordert. Die häufigsten Anzeichen für eine erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Ausbruchs sind ein erhöhter Gasausstoß (verringerter Gasdruck), ein Anstieg der Vulkanoberfläche und eine erhöhte Seismizität innerhalb des Vulkans.

Wissenschaftler verglichen die Campi Flegrei mit anderen Calderavulkanen die im letzten Jahrhundert eruptierten, dem Rabaul (Papua Neu Guinea) und dem und Sierra Negra (Galapagos). Bei beiden Vulkanen wurde vor ihren Eruptionen ebenfalls eine mehrjährige Phase beschleunigter Inflation und Aufheizung beobachtet. Für Rabaul wurde vorausberechnet, dass das Gestein nach 3900 Tagen beschleunigter Aufheizung brechen würde. Tatsächlich eruptierte der Vulkan 3100 Tage nach Beginn der Aufheizungsphase. Für die Campi Flegrei wurde der Wert des Materialversagens auf 5670 Tagen (+- 735) nach Beginn der Beschleunigungsphase berechnet. Das entspricht einer Periode von gut 15,5 Jahren. Von diesen sind bereits 13 Jahre verstrichen.

Leider ist das Beste, was wir derzeit tun können, den Vulkan aktiv auf Anzeichen einer weiteren Zunahme der Aktivität zu überwachen. Ein Ausbruch könnte jedoch für das nächste Jahrhundert nicht eintreten. Es ist unmöglich, genau zu modellieren, wann diese Ereignisse eintreten werden. Ähnlich wie bei vielen geologischen Prozessen auf der Erde (Erdbeben, Vulkanausbrüche, Dolinen usw.) sind die Anzeichen einer abnehmenden Stabilität leicht zu erkennen, aber der Wendepunkt, an dem das Ereignis eintritt, ist sehr schwer vorherzusagen.

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