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Grollender Berg mit Turbo

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 08.08.2013 16:53

Geologische Prozesse brauchen in der Regel Zeit, die nicht nach Menschenmaß gemessen wird. Da zählt schon der Magmaaufstieg aus dem Erdmantel, der Vulkane mit Nachschub versorgt, zu den rasanten Ereignissen, obwohl er nach herkömmlicher Meinung Jahrhunderte braucht. Allerdings scheint es unter manchen Vulkanen auch eine Turboversion dieser Magmaschlote zu geben, die den Transport im atemberaubenden Tempo von Monaten bewältigen. In "Nature" berichten Geochemiker von ihrer zufälligen Entdeckung.

Blick über den Krater des Irazú in Costa Rica. (Bild: Wikimedia Commons/Rafael Golan)Der Irazú in Costa Rica ist mit einer Grundfläche von 500 Quadratkilometern und einer Gipfelhöhe von 3432 Metern einer der größten Vulkane Mittelamerikas. Er bildet das südliche Ende einer Vulkankette, die über der Kollisionszone zweier Erdkrustenplatten sitzt. "Costa Rica befindet sich an einer üblichen Subduktionszone, wie wir sie überall rings um den Pazifik haben", erklärt Philipp Ruprecht, Geochemiker am Lamont-Doherty Erdobservatorium der New Yorker Columbia Universität, "wir wollten dort eigentlich nur die Prozesse in einer Magmakammer genauer untersuchen."

Ascheschichten im Hauptkrater des Irazú, die von den Ausbrüchen 1963 bis 1965 stammen. (Bild: Nature/Philipp Ruprecht)Doch dann entdeckten Ruprecht  und sein Kollege Terry Plank so etwas wie einen Express-Aufzug für tiefsitzendes Mantelmagma. Bei einem großen Ausbruch 1963 wurde offenbar Magma aus mehr als 35 Kilometern Tiefe innerhalb kurzer Zeit an die Erdoberfläche befördert und löste damals eine der längsten und stärksten Eruptionen dieses ohnehin sehr unruhigen Feuerberges aus. "Die Transportraten waren damals wirklich dramatisch, innerhalb von wenigen Monaten kommt das Magma aus der Tiefe an die Oberfläche", so Ruprecht. Damals tobte der Berg ganze zwei Jahre lang, das rasante Mantelmagma war dafür allerdings nicht verantwortlich. Es war wohl nur der letzte Impuls, der die randvolle Magmakammer des Vulkans zum Überlaufen brachte. Der Irazú ist nach Ruprechts Informationen kein Einzelfall: "Wir wollten unsere Entdeckung natürlich auch an anderen Stellen überprüfen und aus vorläufigen Daten geht hervor, dass dieser Mechanismus häufiger vorkommt." In Alaska, in Chile und unter den untermeerischen Vulkanen vor Tonga wurden Ruprecht und Plank fündig.

Olivinkristalle, die den Blitzaufstieg vom Erdmantel zur Oberfläche festhielten. (Bild: Nature/Kim Martineau)Nach üblicher Vorstellung sollte der Magmaaufstieg vom Mantel in die Magmakammer Jahrhunderte, wenn nicht sogar Jahrtausende dauern. An den Subduktionszonen, an denen die Vulkane sitzen, sinkt ozeanische Kruste ins Erdinnere, erwärmt sich und schmilzt schließlich. Unter dem Irazú ist das in etwa 35 Kilometer Tiefe der Fall, dann ist die abtauchende Cocos-Platte so heiß, dass sie sich in einen zähflüssigen Brei aufzulösen beginnt, eben das Magma. Ruprecht: "Dieses Magma steigt dann durch die Erdkruste wieder auf und bildet ein Reservoir, aus dem sich die mittelamerikanischen Stratovulkane wie der Irazú speisen. Der Theorie nach entwickelt sich Magma allmählich, weil im Lauf der Zeit Minerale kristallisieren. Während schwere Minerale ausfallen, wird das Restmagma immer leichter und kann dadurch aufsteigen."

Dass das nicht so lange dauern muss, zeigten einige dieser ausgefällten Minerale, die auch 50 Jahre nach dem Ausbruch von 1963 in den Ascheschichten im Hauptkrater des Vulkans zu finden sind. Diese winzigen Olivinkristalle wachsen nämlich im Laufe ihres Aufstiegs und legen sich Schicht um Schicht zu. "Sie protokollieren so das 'Klima' in der Magmenkammer und sind Anzeiger für das Geschehen in unterschiedlichen Tiefen", erklärt der in Göttingen diplomierte Geochemiker. Aus diesen "Protokollen" konnten er und sein Kollege schließlich die Aufstiegsgeschwindigkeit des Magmas ablesen. Bleibt die Frage, was das Magma nach oben treibt: Als bester Kandidat gilt derzeit der Gasgehalt dieses flüssigen Gesteins.