Die Laguna del Maule, ein Feld von Vulkanen in den Anden, ist unruhig.
Die Erdoberfläche in der Region steigt, und das nicht langsam. Satellitenfotos aus den letzten 10 Jahren haben gezeigt, dass die Oberfläche jährlich um etwa 20 Zentimeter gestiegen ist – viel schneller als in jedem anderen Vulkangebiet der Welt.
Da diese Region in der Vergangenheit für explosive Ausbrüche bekannt war, versuchen Geologen herauszufinden, was unter der Oberfläche vor sich geht, um besser vorhersagen zu können, wann und wie solche katastrophalen Ereignisse eintreten könnten.
In einer neuen Studie, die am 27. Juni in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, nutzte eine Gruppe von Geologen die Spuren einer alten Küstenlinie, um zu verstehen, warum sich der Boden heute hebt.
„Die Unruhe, die heute zum Ausdruck kommt, ist ziemlich erstaunlich“, sagte Bradley Singer, Geologieprofessor an der University of Wisconsin-Madison und Hauptautor der Studie, und bezog sich dabei auf den steigenden Boden. Aber „wir glauben nicht, dass dieser derzeitige erstaunliche Zustand der Unruhe etwas Neues ist“. Diese Episoden haben sich in den letzten 10.000 Jahren wahrscheinlich etwa 16 Mal ereignet, fügte er hinzu.
Anhand von Spuren einer alten Küstenlinie und von Sedimenten, die von früheren Explosionen übrig geblieben waren, erstellten die Forscher Modelle, um nachzuvollziehen, wie das Gebiet durch unterirdische Bewegungen, die im Laufe der Jahrtausende aus dem Erdmantel aufkochten, verformt wurde.
Die Studie entstand aus einem Rätsel heraus.
Die Mitte der vulkanischen Region wird von einem See gefüllt, aber dieser See war früher viel größer, bevor ein Teil eines Lavadamms zusammenbrach, was zu einer Überschwemmung führte, die vor etwa 9.400 Jahren einen Teil des Sees auswusch, so Singer. Als der Wasserspiegel sank, hinterließ er eine Spur, die an einen Badewannenring erinnert. Singer und sein Team bemerkten etwas Seltsames an dieser alten Uferspur – sie war auf der Südseite des Sees viel höher als auf der Nordseite.
Als sie sie maßen, fanden sie einen Unterschied von etwa 60 Metern zwischen den beiden Seiten, und sie sagten voraus, dass diese Verschiebung darauf zurückzuführen war, dass der Erdmantel große Mengen Magma in Magmareservoirs pumpte, die 5 bis 7 Kilometer unter der Erde liegen. Damals blähte der Magmapool den Boden auf, der sich nicht direkt unter dem See befand.
Die gleiche Art der Injektion von heißem Magma findet wahrscheinlich auch heute statt, allerdings diesmal unter dem See, so Singer.
„Es ist nicht nur ein Magmaballon, der bei einem Intrusionsereignis aufgefüllt wird“, so Singer. Es ist nicht nur „eine Injektion von Magma, sondern es braucht viele, viele kleine Injektionen von heißem Magma aus tieferen Schichten der Kruste und des Mantels, um dieses Reservoir auszubrüten“, sagte Singer.
Der größte Teil des Magmas, das diese Reservoirs erreicht, kühlt ab und kristallisiert zu einer Felsformation, die als Pluton bekannt ist, wie die Felsstruktur des Half Dome in Yosemite (aber unterirdisch), sagte Singer. Ein Teil des Gesteins bleibt jedoch flüssig und kann ausbrechen.
Explosionen treten dort alle paar hundert bis tausend Jahre auf, so Singer. Wenn es in dieser Region zu einer Explosion käme, wäre sie viel explosiver als die jüngsten Ausbrüche, wie die des Kilauea auf Hawaii und des Fuego in Guatemala, bei denen Dutzende von Menschen ums Leben kamen, so Singer.
Das liegt daran, dass die Vulkane der Region Rhyolith ausbrechen – eine Art von Magma, das aufgrund seines hohen Wasser- und Kohlendioxidgehalts sehr explosiv ist. Magma, das aus dem Erdmantel aufsteigt, ist in der Regel eine nicht explosive Basaltart, so Singer. Einige Vulkane, wie der Kilauea auf Hawaii, spucken diese Art von geschmolzenem Gestein direkt aus.
Aber in der Laguna del Maule pumpt der Erdmantel weiterhin basaltisches Magma in unterirdische Reservoirs, wo es abkühlt und kristallisiert und Rhyolith bildet. Da immer mehr Magma in diese unterirdischen Becken gepumpt wird, könnte sich das Magma aufheizen und genau die richtigen Bedingungen für explosive Eruptionen schaffen.
„Diese aktuelle Episode der Aufblähung kann eine Eruption von bescheidener Größe hervorrufen oder auch nicht“, so Singer. Aber es ist wirklich schwer vorherzusagen, fügte er hinzu. „Selbst eine bescheidene oder kleine Eruption wie diese wäre für dieses Gebiet in Chile und Argentinien ziemlich verheerend.“
Ursprünglich veröffentlicht auf Live Science.
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