Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite GEOTECHNOLOGIEN Aktuell Feuriger Italiener

Feuriger Italiener

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 15.03.2010 16:25

Vor 102 Jahren, im April 1906, erlebte der Vesuv einen der heftigsten Ausbrüche der Neuzeit. Weitere Eruptionen folgten 1929 und 1944. Seitdem verweilt der italienische Feuerberg im Schlummerzustand – argwöhnisch beobachtet von Katastrophenschützern und Vulkanforschern wie Professor Donald Bruce Dingwell. Der Münchner Geowissenschaftler zählt zu den wenigen seiner Zunft, die Vulkane nicht nur in der Natur, sondern auch im Labor untersuchen.

Kampanien, die Region rund um die süditalienische Küstenstadt Neapel, rühmt sich mancher kulinarischer Spezialität: Neapel selbst gilt als Geburtstätte der Pizza-Margherita und im Umland lassen sich Zeugnisse des Büffel-Mozarella bis ins 12. Jahrhundert zurückverfolgen. Besonderes hat auch die Landschaft zu bieten: Gerade mal zehn Kilometer vom neapolitanischen Ballungszentrum entfernt liegt mit dem Vesuv der einzige aktive Vulkan des europäischen Festlandes. Sein letzter Ausbruch ereignete sich 1944. Doch der Berg ist nicht zur Ruhe gekommen, wie gelegentliche Beben und Gasaustritte belegen.

  

Neapel und Vesuv im Jahr 2003

Neapel und Vesuv im Jahr 2003. Heute siedeln in der Nachbarschaft des Vulkans rund eine Million Menschen. © Errabee, Wikimedia Commons

  

Launischer Feuerberg

Der Vesuv hat eine wechselvolle Geschichte mit diversen Ausbrüchen, denen mitunter jahrhundertlange Phasen der Ruhe folgten. Wenn etwas diesen Vulkan auszeichnet, dann ist es sein launisches Temperament. „Der Vesuv gehört zu jenen heimtückischen Vulkanen, die mal so mal so ausbrechen“, meint Geoforscher Dingwell, der an der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität arbeitet. „Er bietet eigentlich die ganze Palette an Ausbruchsverhalten, die man kennt.“ Die Szenarien reichen vom zäh fließenden Lavastrom bis hin zur Explosion mit fliegenden Gesteinsbrocken. Mitunter werden auch Glut- und Aschewolken freigesetzt. Eine solche Eruption wurde im Jahre 79 dem antiken Pompeji und weiteren Ortschaften zum Verhängnis, als Häuser und Straßen unter Tonnen von Asche und Gestein begraben wurden.

  

Die Ruinen von Pompeji ...
Die Ruinen von Pompeji und der rauchende Vesuv am Ende des 19. Jahrhunderts. Bild: Giorgio Sommer


Viele Opfer forderte der Vesuv auch während des vergangenen Jahrhunderts. Beim Ausbruch von 1906 starben mehr als einhundert Menschen – unter anderem beim Einsturz eines Kirchendaches, das unter der Last der Vulkanasche nachgab. Auch 1944, als der Vesuv zum bislang letzten Mal Feuer spukte, kamen trotzt Evakuierungsmaßnahmen zahlreiche Anwohner ums Leben. Heute siedeln in der Nachbarschaft des Vulkans rund eine Million Menschen. Den Katastrophenschützern bereitet dabei nicht nur die Masse der Bevölkerung, sondern auch der unstete Charakter des Vesuvs Kopfzerbrechen. Dingwell bringt es auf den Punkt: „Selbst wenn man sagen könnte, dass ein Ausbruch bevorsteht. Beim Vesuv steht man zusätzlich vor der Herausforderung, Art und Intensität des Ausbruchs vorherzusagen. Das macht die Angelegenheit noch komplizierter.“

 

„Vulkanausbrüche“ im Labor

Im Rahmen eines internationalen Projekts arbeiten Wissenschaftler deshalb an der Entwicklung eines Frühwarnsystems. Dingwell und seine Münchner Teamkollegen bringen dazu besonderes Know-how ein. Als eine der weltweit wenigen Forschergruppen verfolgen sie einen experimentellen Ansatz und simulieren im Labor die Prozesse im Inneren und Untergrund eines Vulkans. Mit enormer Hitze (über tausend Grad Celsius) und titanischem Druck (bis zu einigen tausend Atmosphären) traktieren sie sowohl vulkanisches Naturgestein als auch synthetische Proben. Die so erzeugte Gesteinsschmelze, auch Magma genannt, untersuchen die Geowissenschaftler hinsichtlich diverser Eigenschaften wie Fließverhalten, Bruchfestigkeit und der Freisetzung von Gasen. „Aus diesen Experimenten versuchen wir, Parametrisierungen für Magma in der Natur zu erstellen“, erläutert Dingwell. Gesteinsschmelzen sind äußert komplizierte Materialgemische, die bei jedem Vulkan ihre Besonderheiten haben. „Gerade der Vesuv ist gesteinsphysikalisch eine besondere Herausforderung“, betont der Vulkanforscher. „Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften neigt das Magma des Vesuvs zur Kristallisation, dadurch wird es fest und kann nicht fließen.“ Nur wenige zehn Grad mehr oder weniger können das Verhalten des Magmas bereits entscheidend verändern, erklärt Dingwell: „Bei einem Ausbruch ist dann mal mehr, mal weniger Kristallisation im Spiel. Und das wiederum macht beim Ausbruchsverhalten einen riesigen Unterschied.“

 

Arbeit am Berg

Arbeitet nicht nur im Labor, sondern auch 'am Berg': Prof. Donald Bruce Dingwell (links) mit einem Kollegen am japanischen Vulkan Unzen. © Dr. Ulrich Küppers, LMU


In Fachkreisen stoßen Dingwells Labordaten auf reges Interesse. „Wir haben im Wesentlichen zwei Abnehmer. Das sind einerseits diejenigen, die Computermodellierungen durchführen. Sie suchen nach Materialeigenschaften und Parametern, die sie in ihre Simulationen einbauen können.“ Dies sei keineswegs immer so gewesen, schildert der Geoforscher: „Es gab eine Zeit, da reichte die Computerleistung noch nicht aus, um unsere Daten umzusetzen. Inzwischen jedoch kann man mit sehr komplizierten Materialeigenschaften rechnen.“

Weitere Abnehmer stammen aus dem Bereich der Vulkanüberwachung. Insbesondere jene Wissenschaftler, die Vulkane mit Erdbebensensoren unter die Lupe nehmen, rätseln bisweilen über die Ursache der seismischen Signale. „Vulkane sind der schlimmste Alptraum der Seismologen“, zitiert Dingwell einen Fachkollegen. „Die Seismologen sitzen da und überlegen, was war das gerade eben? Der Herdmechanismus, also der eigentliche Prozess, der das Signal ausgelöst hat, über den wird oft heiß debattiert.“ Diesen Fragen der Feldforschung geht Dingwell im Labor auf den Grund. „Gestein können wir zum Beispiel einer plötzlichen Dekompression aussetzen. Dabei nehmen wir den Druck ganz schnell weg und schauen uns an, ob das Material zerbricht oder nicht.“ Da beim Auseinanderbrechen des Gesteins Erschütterungen entstehen, lässt sich anhand solcher Experimente einerseits feststellen, welche Vorgänge in der Tiefe des Vulkans Erdstöße hervorrufen. Andererseits haben die Münchner Forscher ihre Untersuchungsmethoden mit Hilfe akustischer Sensoren so verfeinert, dass sie auch Merkmale der seismischen Signale vorhersagen können. Solche Ergebnisse könnten letztlich in ein Frühwarnsystem für Vulkanausbrüche einfließen, meint Dingwell. Zunächst jedoch müssten Seismologen die Laborbefunde in der Natur überprüfen.
 

Vulkane im Vergleich

Während der Vesuv durch seine wechselhaften Ausbrüche hervorsticht, gibt es andere Vulkane mit vergleichsweise stetem Charakter. Im Rahmen des Projekts DEVACOM, Teil des Forschungs- und Entwicklungsprogramms GEOTECHNOLOGIEN, beteiligt sich Dingwells Arbeitsgruppe an einer Untersuchung sechs solcher Vulkane rund um den Globus. „Das Konzept ist es, anhand einer Vergleichsstudie eine ganze Bandbreite an Ausbruchverhalten zu charakterisieren“, beschreibt Dingwell die Ziele. Tatsächlich repräsentieren die ausgewählten Studienobjekte, darunter der Colima in Mexiko sowie der indonesische Kelut, diverse Vulkantypen. Das Verhalten dieser Feuerberge ist zwar beständig, jeder einzelne bricht allerdings auf seine eigene Art und Weise aus. Auch über den Vesuv folgen daraus wertvolle Erkenntnisse. Manche Vulkane der Vergleichsstudie geben nämlich Teilaspekte des komplexen Vesuvs wieder – ähnlich wie Mosaiksteinchen Bruchstücke eines Gesamtbilds enthalten. „Dank der Ergebnisse von DEVACOM wissen wir nun, welche Eigenschaften des Vesuvs wesentlich sind für sein Ausbruchsverhalten“, sagt Geoforscher Dingwell, „also wie physikalische Eigenschaften und chemische Abläufe im Magma mit bestimmten Ausbruchsformen zusammenhängen.“

MN, iserundschmidt 04/2008


Mehr Infos zum Vesuv finden Sie hier, Panoramabilder vom Vesuv und seiner Umgebung hier.

Spannende Einblicke in die Hightech-Ausrüstung der Vulkanologen um Prof. Dingwell gewähren die Internetseiten der Sektion Mineralogie, Petrologie und Geochemie (SMPG) des Department für Geo- und Umweltwissenschaften an der LMU München.

Eine Übersicht über die Projekte des GEOTECHNOLOGIEN-Forschungsschwerpunkts „Kontinentränder: Brennpunkte im Nutzungs- und Gefährdungspotenzial der Erde“, zu dem auch DEVACOM und das übergeordnete Projekt SUNDAARC gehören, finden Sie hier.