Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heiße Eruptionen in Süditalien

08.06.2007
Wenn ein Vulkan explodiert und seine Eruptionswolke in den Himmel jagt, kann diese in der Luft kollabieren, nach unten fallen und als alles vernichtende Lawine aus glühendem Gestein, Gasen und Asche die Hänge des Berges hinunterrasen. Vulkan-Experten von der Uni Würzburg simulieren diese so genannten pyroklastischen Ströme in Experimenten, die sie zusammen mit italienischen Forschern durchführen.

Die Ströme sind mehrere hundert Grad Celsius heiß und können an die 250 Stundenkilometer schnell werden. Sie fegten zum Beispiel im Jahr 79 den Vesuv hinab und zerstörten Pompeji und andere Siedlungen. Seit 1944 verhält sich dieser Vulkan zwar ruhig. Doch sollte er wieder ausbrechen, droht höchste Gefahr - denn in seiner nächsten Umgebung, im Ballungsraum von Neapel, leben heute rund 1,2 Millionen Menschen.

In Italien überlegen die Katastrophenschützer darum, zumindest die Häuser im weiteren Umkreis des Vesuv so auszustatten, dass sie einem pyroklastischen Strom widerstehen können. Vorrangig Schulen und Kliniken sollten das sein, Häuser also, in denen möglichst viele Menschen Zuflucht finden können.

Allerdings weiß bislang niemand, welche Gewalt die Vulkan-Lawinen entfalten, welchen Druck die Bauten aushalten müssen. Hier kommen die Würzburger ins Spiel: Professor Bernd Zimanowski und sein Team sind dafür bekannt, dass sie in ihrem Physikalisch-Vulkanologischen Labor Eruptionen und andere vulkanische Vorgänge simulieren und analysieren. Darum wurden sie von der italienischen Zivilschutzbehörde, dem dortigen Nationalen Geophysik- und Vulkanologie-Institut sowie von Forschern der Universität Bari für ein gemeinsames Projekt angeworben.

... mehr zu:
»Asche »Eruption »Eruptionswolke »Vesuv »Vulkan

Seit 2005 experimentieren die Wissenschaftler im Süden Italiens, bei der Gemeinde Spinazzola in Apulien, mit einer Art künstlichem Vulkan: Sie füllen eine Kanone mit bis zu 300 Kilogramm Vulkanasche vom Vesuv und feuern die Ladung mit genau festgelegter Abschussenergie bis zu 40 Meter hoch in die Luft. So entsteht eine Eruptionswolke im Kleinformat.

Mit dieser Anordnung lassen sich die wichtigsten Aspekte eines echten Vulkanausbruchs simulieren, wie die Wissenschaftler im April im Journal of Geophysical Research berichteten. Die Ablagerungen der künstlichen Eruptionswolke entsprechen denjenigen bei natürlichen Bedingungen. Auch die Größenordnung des Experiments reicht aus, um auf die Verhältnisse an echten Vulkanen hochrechnen zu können.

Die ersten Versuche erledigten die Forscher der Einfachheit halber mit kalter Vulkanasche. Bei einer echten Eruption aber ist das Material natürlich heiß. Um das zu simulieren, ist wesentlich mehr Aufwand nötig: "Die thermische Leitfähigkeit der Asche ist sehr schlecht. Wollte man 300 Kilo davon auf 300 Grad erhitzen, würde man dafür mehrere Tage brauchen", erklärt Zimanowski. Darum reduzierten die Wissenschaftler ihr Experiment und verwendeten eine kleinere Kanone, die sie mit nur 30 Kilogramm heißer Asche befüllten. Eine solche Menge konnten sie in einem Elektroofen über Nacht aufheizen.

Nach den ersten "heißen Eruptionen" steht fest, dass sich die Vulkan-Spezialisten das Aufheizen künftig wohl sparen können: "Was den Zeitpunkt des Kollapses der Eruptionswolke angeht, spielt die Temperatur keine Rolle, da waren die Verhältnisse wie bei den ersten Versuchen mit kalter Asche", sagt Zimanowski. Jetzt müsse man noch auswerten, ob auch die Fließgeschwindigkeit des künstlichen pyroklastischen Stroms identisch ist.

"Falls ja, können wir unsere weiteren Experimente weniger aufwändig mit der kalten Asche machen", so der Würzburger Forscher. Auf dem weiteren Arbeitsplan steht - voraussichtlich Anfang 2008 - die genaue physikalische Vermessung der künstlichen pyroklastischen Ströme. Mit Sensorfeldern, die im Umfeld der künstlichen Vulkane angelegt werden, sollen dann unter anderem Druck und Temperatur registriert werden. "Daraus könnten sich erste direkt verwertbare Hinweise für die Zivilschutzbehörden ergeben", so der Würzburger Professor. Im besten Fall kommt bei dem Projekt heraus, dass sich Gebäude bautechnisch gegen pyroklastische Ströme sichern lassen. Im Umfeld des Vesuv wäre dafür genug Bedarf.

"Large-scale experiments on the mechanics of pyroclastic flows: Design, engineering, and first results": Pierfrancesco Dellino, Bernd Zimanowski, Ralf Büttner, Luigi La Volpe, Daniela Mele, and Roberto Sulpizio, 10. April 2007, Journal of Geophysical Research, Vol. 112, Nr. B4, B04202, doi:10.1029/2006JB004313

Weitere Informationen: Prof. Dr. Bernd Zimanowski, T (0931) 31-2379, zimano@geologie.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.geologie.uni-wuerzburg.de/physvulk/index-deutsch.html

Weitere Berichte zu: Asche Eruption Eruptionswolke Vesuv Vulkan

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie