Was schlummert in der Erde unter Vulkanen? Lange nahmen Wissenschaftler an, dass sich darin aktive und nicht mehr aktive Vulkane grundlegend unterscheiden. Während unter aktiven Vulkanen riesige Magmakammern auf den nächsten Ausbruch warten, verschwindet das Magma unter schon lange nicht mehr ausgebrochenen Exemplaren.
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Doch laut einer neuen Studie könnte das ein Irrtum sein. Ein amerikanisches Forschungsteam untersuchte mithilfe von seismischen Wellen die unterirdischen Magmakammern von sechs Vulkanen in der Kaskadenkette, einer Gebirgskette im Nordwesten der USA, die vulkanischen Ursprungs ist. Rund die Hälfte aller von US-Behörden als „sehr große Bedrohung“ eingestuften Vulkane des Landes liegen auf der Kaskadenkette, die parallel zur Westküste verläuft.
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Vukane: Magmakammern auch unter nicht mehr aktiven Vulkanen
Die Forscher waren überrascht, dass unabhängig davon, wie aktiv die untersuchten Vulkane sind, alle eine ähnlich große Magmakammer aufwiesen. Einige der Vulkane waren bereits seit einigen Tausend Jahren nicht mehr aktiv. Die Ergebnisse der Studie wurden der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“ veröffentlicht.
„Unabhängig von der Häufigkeit der Eruptionen sehen wir unter vielen Vulkanen große Magmakörper“, wird der Hauptautor Guanning Pang von der Cornell University in einer Pressemitteilung zitiert. „Es scheint, dass diese Magmakörper während ihrer gesamten Lebensdauer unter Vulkanen existieren, nicht nur während eines aktiven Zustands.“
Die Studie ist Teil der Bemühung der zuständigen amerikanischen Behörde U.S. Geological Survey, ein verlässliches Beobachtungssystem für Signale eines bevorstehenden Vulkanausbruchs zu entwickeln. „Früher dachten wir, wenn wir eine große Menge Magma finden, das eine erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Ausbruchs bedeutet“, sagte Pang. Das ändere sich mit der neuen Erkenntnis.
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So entstehen Magmakammern unter Vulkanen
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Eruption eine Magmakammer nicht vollständig entleert, sondern stattdessen einen Teil des überschüssigen Volumens und Drucks ablässt, heißt es in der Studie. Durch das allmähliche Schmelzen der Kruste kann die Kammer langsam erweitert und im Laufe der Zeit wieder gefüllt werden.
Magmakammern bilden sich im Erdinneren, wenn Gestein durch hohe Temperaturen und Druck schmilzt und dabei Magma entsteht. Dieser Schmelzprozess erfolgt meist im oberen Mantel oder der unteren Kruste der Erde. Das entstandene Magma ist weniger dicht als das umgebende Gestein, weshalb es in Richtung der Erdoberfläche aufsteigt.
Stärke des Vulkanausbruchs hängt von Gasen im Magma ab
Auf diesem Weg kann es sich in unterirdischen Magmakammern ansammeln. In diesen Kammern baut sich über die Zeit ein enormer Druck auf, da das Magma dort nicht einfach entweichen kann. Wenn dieser Druck zu groß wird und die Gesteinsmassen darüber nicht mehr standhalten können, kann das Magma an die Oberfläche dringen. Ein Vulkan bricht aus, wobei das Magma in Form von Lava, Asche und Gasen freigesetzt wird.
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Die Stärke und Art des Ausbruchs hängt dabei vom Zusammenspiel der Magmazusammensetzung und der Gasgehalte ab. Explosive Vulkane, wie der Vesuv, entstehen häufig durch die Ansammlung von Gasen im Magma, während bei Schildvulkanen, wie dem Mauna Loa auf Hawaii, das Magma ruhiger und weniger explosiv ausströmt.
