Überraschende Veränderung: Der Vulkan Fagradalsfjall in Island überrascht nicht nur mit seiner plötzlich wiedererstarkten Aktivität, sein Verhalten ist auch weltweit einzigartig. Denn seine Lavazusammensetzung veränderte sich im Laufe weniger Wochen so radikal und schnell, wie es noch nie bei einer Eruption beobachtet wurde, wie Vulkanologen in “Nature” berichten. Dies wirft ein ganz neues Licht auf unterirdische Magmaströme und vulkanische „Versorgungsleitungen“.
Nach landläufiger Meinung wird ein Vulkanausbruch von der Magmakammer des Mount Fire gespeist: Wenn sich dieses Reservoir in der Erdkruste füllt und der Druck der Magma- und Vulkangase zunimmt, gelangt das vulkanische Material an die Oberfläche: Der Vulkan bricht aus. . Es wird jedoch Tausende von Jahren dauern, bis das Magma in dieser unterirdischen Kammer abkühlt, teilweise kristallisiert und sich mit dem Magma vermischt, das danach hineinströmt.
Wenn der Vulkan ausbricht, wird die Magmakammer geleert und speist die Lavaströme, die an der Oberfläche austreten. Daher spiegelt seine chemische Zusammensetzung die Bedingungen der Magmakammer des Vulkans wider und gibt der typischen “chemischen Signatur” jedes Vulkans Gestalt, so wird angenommen.
Ausbruch nach 800 Jahren
Doch der Ausbruch des Fagradalsfjall im Südwesten Islands widerspricht diesem Szenario, wie Sæmundur Halldórsson von der Universität Island und sein Team herausgefunden haben. Der Ausbruch des Fagradalsfjall begann im März 2021, als in diesem Vulkangebiet etwa 40 Kilometer südlich von Reykjavík eine Spalte brach und glühende Lava zu spucken begann. Einige der Lavafontänen schossen bis zu 450 Meter in die Höhe. Es war der erste Ausbruch auf der Halbinsel Reykjanes seit etwa 800 Jahren.
Vulkanologen waren eher neugierig, was diese Eruption ausgelöst hatte und was unter der Erde passierte. „Um zu verstehen, was die Aktivität antreibt, haben wir die chemische Zusammensetzung der Lava, ihrer Kristalle und vulkanischen Gase während des Ausbruchs überwacht“, berichten die Forscher. Aus dem Aushubmaterial wurden wöchentlich Proben genommen.
Unglaubliche Veränderung
Das Ergebnis: In den ersten Tagen des Ausbruchs produzierte der Fagradalsfjall Lava, die ziemlich arm an Gas und Metall war, wie die meisten anderen isländischen Vulkane. Diese Lava zeigte die Zusammensetzung, die für Magma aus einer Magmakammer etwa 15 Kilometer unter der Oberfläche erwartet wird. „Er entspricht dem langjährigen Mittel der Mantelschmelzen, die in der unteren Erdkruste gespeichert wurden“, erklären die Vulkanologen.
Doch dann passierte etwas Erstaunliches: Wenige Wochen nach Beginn des Ausbruchs veränderte sich die Chemie der Lava dramatisch: „Als wir uns die Werte ansahen, wurde schnell klar, dass diese neue Lava chemisch ungewöhnlich war: Sie gehörte zu einer sehr primitiven Gruppe. , eine Art von magnesiumreicher Lava, die wir in Island in der gesamten Neuzeit noch nie gesehen haben”, sagt Co-Autor Eemu Ranta von der University of Iceland.
Einzigartige Beobachtung in der Welt
Solch eine schnelle und abrupte Änderung der Lavazusammensetzung während eines Ausbruchs überraschte Vulkanologen: „In nur einem Monat zeigte der Ausbruch des Fagradalsfjall mehr chemische Variabilität als die Eruptionen des Kilauea-Vulkans auf Hawaii über Jahrzehnte hinweg“, sagt der Co-Autor Matthew Jackson von der University of California in Santa Barbara. „Der Island-Vulkan zeigte tausendmal höhere Änderungsraten als der Kilauea, wo sich die Lava auch im Laufe der Jahre nur minimal verändert.“
Änderungen in Magmazusammensetzung und -herkunft während des Fagradalsfjall-Ausbruchs. © Halldórsson et al./ Natur, CC-by 4.0
Und eine so starke Veränderung ist auch ungewöhnlich für Island und das Vulkangebiet Reykjanes: „Die Bandbreite der am Fagradalsfjall gemessenen Werte allein im ersten Monat ist so groß wie alle Lavazusammensetzungen, die in den letzten 10.000 Jahren jemals in Südwestisland gemessen wurden.“ sagt Jackson. Eine so schnelle und extreme Veränderung der Magmachemie eines Hot-Spot-Vulkans wurde noch nie in Echtzeit beobachtet.
Direkter Draht zum Erdmantel
Aber was steckte dahinter? Wie die Vulkanologen herausfanden, spiegelt die chemische Veränderung in der Fagradalsfjall-Lava eine radikale Veränderung des Lavanachschubs wider: Statt „abgestandenem“ Magma aus der Magmakammer produzierte der Vulkan zunehmend frisches Magma direkt aus dem Erdmantel. „Die Eruption wurde direkt aus einem Mantelreservoir ohne längere Verzögerungen in einem flachen Bereich der Erdkruste gespeist“, berichten Halldórsson und sein Team. So etwas wurde lange vermutet, aber nie direkt beobachtet.
„Der Ausbruch des Fagradalsfjall zeigt, wie schnell sich ein tiefes Magma-Leitungssystem spontan neu konfigurieren kann“, sagen die Vulkanologen. Somit liefern die neuen Beobachtungen einen einzigartigen Einblick in verborgene Prozesse unter vulkanischen Systemen. Sie könnten auch helfen, vulkanologische Modelle und damit möglicherweise auch Risikovorhersagen für aktive Vulkangebiete zu verbessern. (Nature, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-04981-x)
Diese: Natur, Universität von Kalifornien – Santa Barbara
19. September 2022
– Nadja Podbregar