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Auftrieb genügt

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 28.01.2014 10:51

Supervulkane brauchen für einen Ausbruch offenbar keinen äußeren Anstoß, ihnen reicht der Auftrieb des Magmas. Das haben Versuche am Europäischen Elektronensynchrotron im französischen Grenoble ergeben, die Ergebnisse wurden in "Nature Geoscience" publiziert.

Die Eruption von Supervulkanen übertrifft die normaler Feuerberge um ein Vielfaches, entsprechend reicht es auch nicht, dass etwas Magma aus der Tiefe emporströmt, um den Druck über die kritische Schwelle zu heben.  "Das ist bei einem normalen Vulkan einfach", sagt Wim Malfait von der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt im schweizerischen Dübendorf bei Zürich, "aber bei Supervulkanen ist die Magmenkammer sehr groß, das umgebende Gestein heiß und elastisch."

Magmakammer unter dem Yellowstone-Park. (Bild: Universität Utah)Bei einer großen Magmenkammer braucht man sehr viel Material, um den Druck nennenswert zu ändern, und die elastischen Wände fangen zusätzlich noch viel des Volumenzuwachses ab. Deshalb war bislang unklar, wie solche Mega-Ausbrüche überhaupt entstehen. "Wir haben experimentell die Dichte des Magmas bestimmt, das bei einem Supervulkan gefördert wird", so Malfait, " und konnten so berechnen, wie hoch der Überdruck in der Magmenkammer sein muss, damit der Ausbruch beginnt."  Das Ergebnis: der Druck ist so hoch, dass es nur eine Methode gibt ihn zu erzeugen: "Es ist der Auftrieb des Magmas selbst", so Malfait, "mit dem das geschmolzene Gestein gegen das Dach der Kammer drückt und sie schließlich aufreißt." Das allein reicht dann aber auch aus, ein zusätzlicher Auslöser ist nicht erforderlich. "Wenn sich genug Schmelze angesammelt hat, kann die Eruption jederzeit starten", sagt Wim Malfait. 

35.000 Kubikkilometer Material kann ein solcher Ausbruch maximal fördern, das ist etwa das 35fache der jüngsten Eruption im Gebiet des Yellowstone-Nationalparks, die den halben nordamerikanischen Kontinent unter einer dicken Ascheschicht begrub. Die größtmögliche Magmenkammer dürfte es auf eine Ausdehnung von rund 90 Kilometern bringen, erklärt Luca Caricchi von der Universität Genf: Würde sie größer, verteile sich das Magma über eine zu große Fläche und kühle zu schnell ab, um auszubrechen. Ein solcher Riesenausbruch ereignete sich vor rund 28 Millionen Jahren in der weiteren Nachbarschaft von Yellowstone: Damals entstand die La-Garita-Caldera im heutigen Colorado und produzierte rund 5000 Kubikkilometer des sogenannten Fish Canyon Tuffs im Südwesten des US-Bundesstaates.

Sicht auf die Phlegräischen Felder. (Bild: INGV)Rund 20 Supervulkane sind derzeit bekannt, etwa der Yellowstone am Ostrand der Rocky Mountains, das kalifornische Long Valley, der Toba in Indonesien oder der Taupo auf der neuseeländischen Nordinsel. Die Phlegräischen Felder in Süditalien sind etwas kleiner als diese, werden aber normalerweise auch als Supervulkan gezählt. Eruptionen sind bei ihnen allen wesentlich seltener als bei den normalen Vulkanen, im Durchschnitt gibt es alle 100.000 Jahre einen Supervulkanausbruch. Doch dieser Statistik mögen die Experten  nicht unbedingt vertrauen, dafür sind die Ausbrüche zu selten. Aber jetzt, wo der Ausbruchsmechanismus bekannt ist, hoffen die Forscher, die Wahrscheinlichkeit des nächsten Ausbruchs besser abschätzen und betroffene Gebiete leichter ausmachen zu können. Denn nicht überall entsteht so viel Magma im Untergrund.