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Stethoskop für einen Vulkan

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 04.03.2013 11:22

Die erste Tiefbohrung in Richtung Magmenkammer der Campi flegrei ist im vergangenen Jahr problemlos durchgeführt worden. Bis in 500 Meter Tiefe gelangte der Bohrkopf und die integrierten Messinstrumente zeichneten die erwarteten Temperaturen auf. Das zweite Bohrloch soll 2500 Meter tief werden und in beiden werden Instrumente installiert, die die Hebungen und Senkungen der Caldera näher aufklären sollen. Zu Beginn dieses Jahres etwa hat sich die Aufwärtsbewegung des Bodens im Westen Neapels urplötzlich vervielfacht.

"Das Temperaturprofil der Bohrung und die Temperatur, die man in 500 Metern erreicht hat, sind völlig normal gewesen, man hat nichts Besonderes gefunden. Es hat auch keine weiteren Probleme gegeben im Sinne eines Blowouts." Thomas Wiersberg vom Internationalen Kontinentalen Tiefbohrprogramm sitzt entspannt in seinem Stuhl im Deutschen Geoforschungszentrum GFZ in Potsdam und berichtet über die erste tiefere Bohrung in die Caldera der Phlegräischen Felder bei Neapel.

Sicht auf die Phlegräischen Felder. (Bild: INGV)Im Sommer 2012 waren die Wissenschaftler wesentlich angespannter. Auf einem stillgelegten Industriegelände in Bagnoli wollten sie 500 Meter tief in Richtung der Magmenkammer dieses mehr oder weniger ruhenden Vulkans bohren. Zusammen mit einer weiteren Bohrung bis in 2500 Meter Tiefe sollte das Loch ein Observatorium dieses größten europäischen Vulkans bilden. Das Projekt hatte mit heftigem Gegenwind zu kämpfen, sogar die neapolitanischen Behörden versuchten die ICDP-Bohrung zu verhindern. Die Befürchtung bestand, die Bohrung könnte den Vulkan aufwecken, der seit 15.000 Jahren keine große Eruption mehr gezeigt hat und seit einem kleinen Ausbruch 1538 nur durch heiße und übel riechende Gase sowie gelegentliches Aufblähen von sich reden macht. "Es ist vorher viel diskutiert worden über das Risikopotenzial der Bohrung - es hat sich als völlig unbegründet herausgestellt", sagt Wiersberg.

Das Risikopotenzial des Vulkans westlich von Neapel mit seiner rund 13 Kilometer messenden Caldera ist dagegen nicht unerheblich. Vor 39.000 Jahren explodierte in einem gewaltigen Ausbruch die komplette Magmenkammer: 150 Kubikkilometer flüssig-glühenden Materials wurden in die Luft geschleudert, ein Ascheregen ging über halb Europa und dem Mittelmeerraum nieder und die riesige Struktur im Untergrund stürzte ein. Es bildete sich ein riesiger Krater, der teils im Golf von Neapel, teils im heutigen Stadtgebiet von Pozzuoli liegt. Vor 15.000 Jahren gab es eine weitere Explosion, dann einen winzigen Ausbruch im Jahr 1538, seither herrscht Ruhe - wenn auch eine trügerische. Anfang des Jahres erhöhte der italienische Zivilschutz die Vulkanwarnung von der Grundstufe um einen Grad auf das Niveau "Achtung". Die Caldera bläht sich in jüngster Zeit um drei Zentimeter pro Monat auf, "Die Hebungsrate hat sich ungefähr vervier- oder verfünffacht", erklärt Wiersberg, "allerdings hat sie noch nicht die Rate erreicht, die wir damals in den großen Krisenzeiten der 70er- beziehungsweise 80er-Jahre gesehen haben." Damals hob sich der Untergrund um bis zu 14 Zentimeter im Monat - und nach zwei oder drei Jahren beruhigte sich der Erdboden und alles flachte wieder ab.

Die Vulkanologen haben derzeit nur eine vage Vorstellung von den Vorgängen unter Pozzuoli und können daher nur wenig mehr tun, als die Hebungen und Senkungen zu protokollieren. Das ICDP-Vorhaben soll das ändern. "Unser Ziel ist nicht, in die Magmenkammer zu bohren, sondern in den Bereich zu bohren, von dem man vermutet, dass da eine Ausdehnung von Fluiden diese Hebungsprozesse auslöst." Wie in einem Topf auf der Herdplatte werden diese Flüssigkeiten von unten durch die vulkanische Magmenkammer erhitzt, dehnen sich aus und blähen so den Untergrund auf. In beiden Tiefenbohrungen sollen Instrumente installiert werden, mit denen diese Fluide in 500 und in 2500 Metern Tiefe über lange Zeiträume hinweg untersucht werden können.

"Wir möchten erfahren, wie der Zusammenhang zwischen den Hebungsraten an der Oberfläche und dem ist, was gleichzeitig im Untergrund passiert", meint der Chemiker. Schon jetzt weiß man, dass manche Flüssigkeiten direkt aus der Magmenkammer emporsteigen, andere dagegen eher wie in einem Wärmetauscher im heißen Untergrund erhitzt werden. Ob das Observatorium auch Material für eine Art Vorhersage des Vulkanverhaltens liefern kann, ist dagegen unsicher. Schließlich ist die eigentliche Magmenkammer in mehr als fünf Kilometern Tiefe - weiterhin außerhalb der Bohrreichweite.