Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zyklische Veränderung von Magma liefert Indizien für Gefährlichkeit eines Vulkanausbruchs

22.11.2016

Studie ermittelt Zusammenhang zwischen zyklischen Schwankungen bei Magmatemperatur und -wassergehalt und der Explosivität eines Vulkans

Die Vorhersage, wie gefährlich ein Vulkanausbruch sein wird, ist für die Frühwarnung außerordentlich wichtig, sie ist aber auch außerordentlich schwierig. Vulkanologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben in Kooperation mit Wissenschaftlern der Leibniz Universität Hannover und der Universität Uppsala in Schweden Anhaltspunkte ermittelt, die Hinweise auf die Gefährlichkeit einer bevorstehenden Eruption geben können.


Kelud in Indonesien: Blick in den Krater

Foto/©: Mike Cassidy, JGU

Für ihre Untersuchung nutzten sie winzige Einschlüsse magmatischer Schmelztröpfchen in Kristallen, um die Bedingungen zu verstehen, die vor einem explosiven Ausbruch in dem Magmenreservoir unter einem Vulkan herrschen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Geology publiziert.

Magmareservoirs unterhalb eines Vulkans wachsen durch schubweise Injektionen frischen Magmas. Diese wiederkehrenden, pulsartigen Magmenschübe können den physikalischen und chemischen Zustand des vorhandenen Magmas drastisch ändern. Dementsprechend variieren Temperatur und Wassergehalt von Magmen während der Lebensdauer eines Vulkans.

Die Wissenschaftler gehen jetzt davon aus, dass es für die Gefährlichkeit eines Vulkanausbruchs entscheidend ist, an welchem Punkt der zyklischen Schwankungen die Eruption erfolgt. Je nachdem kann es zu einem eher explosiven oder eher effusiven Ausbruch kommen. Explosive Vulkanausbrüche erzeugen große Mengen an Asche und beeinträchtigen ein größeres geographisches Gebiet, während effusive Eruptionen meist Lavaflüsse hervorbringen, was für die Bevölkerung der Umgebung ein geringeres Risiko darstellt.

Die Wissenschaftler haben für ihre Untersuchung Gesteinsproben des indonesischen Vulkans Kelud verwendet. Kelud gilt als einer der gefährlichsten Vulkane der Welt. Über zwei Millionen Menschen leben in einem Radius von 30 Kilometern Entfernung. Mehr als 5000 Menschen haben allein bei Eruptionen im 20. Jahrhundert ihr Leben verloren. Erst im Jahr 2014 kam es zu einer explosiven Eruption, bei der Asche über 200 Kilometer weit verteilt wurde und 200.000 Menschen evakuiert werden mussten.

„Kelud ist wie viele andere Vulkane auch sehr unberechenbar, weil sich die Art und Weise der Ausbrüche häufig ändert“, sagt der Vulkanologe Dr. Mike Cassidy vom Institut für Geowissenschaften der JGU. 2014 war der Ausbruch explosiv, 2007 hingegen erzeugte eine Eruption nur wenig Asche und einen kleinen Lavafluss innerhalb des Kraters.

Bei der Untersuchung des Vulkangesteins von Kelud stellten Cassidy und seine Kollegen fest, dass sich das Magma vor dem explosiven Ausbruch im Jahr 2014 in einem vergleichsweise kühlen und wasserreichen Zustand befand. Dagegen war das Magma 2007, vor der weniger explosiven Eruption des Lavadoms, heißer und trockener.

„Selbst eine relativ kleine Änderung der Temperatur und des Wassergehalts kann zu einer drastischen Veränderung der chemischen und physikalischen Eigenschaften des noch in der Erde ruhenden Magmas führen“, erklärt Cassidy, Erstautor der Studie. „Wenn zum Beispiel die Temperatur fällt, wird das Magma zähflüssiger und das enthaltene Gas kann schwieriger entweichen. Dies führt zu einem Druckaufbau und einer explosiven Eruption.“

Heißere und trockenere Zustände von Magma führen die Wissenschaftler auf die Injektion von wasserarmem Magma aus tieferen Regionen zurück, das sich mit der vorhandenen Gesteinsschmelze in der Magmakammer mischt. „Die Studie liefert Anhaltspunkte für unser Verständnis, warum Vulkane auf verschiedene Art und Weise ausbrechen, und könnte in Zukunft zur Vorhersage beitragen, wie explosiv eine bevorstehende Eruption werden könnte“, erwartet Mike Cassidy.

Veröffentlichung:
Mike Cassidy et al.
Volatile dilution during magma injections and implications for volcano explosivity
Geology, Dezember 2016
DOI: 10.1130/G38411.1

Fotos:
http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/09_geo_vulkanologie_magma_reservoir_01.jpg
Kelud in Indonesien, einer der gefährlichsten Vulkane der Welt
Foto/©: Mike Cassidy, JGU

http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/09_geo_vulkanologie_magma_reservoir_02.jpg
Kelud in Indonesien: Blick in den Krater
Foto/©: Mike Cassidy, JGU

http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/09_geo_vulkanologie_magma_reservoir_03.jpg
Bimsstein von dem explosiven Vulkanausbruch 2014
Foto/©: Mike Cassidy, JGU

http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/09_geo_vulkanologie_magma_reservoir_04.jpg
Einschlüsse von Schmelze (kleine schwarze Punkte) innerhalb von Feldspatkristallen, die dazu genutzt wurden, die Veränderung des Magmas in der Erdkruste zu verfolgen.
Foto/©: Mike Cassidy, JGU

Kontakt und weitere Informationen:
Dr. Mike Cassidy
AG Vulkanologie
Institut für Geowissenschaften
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-27004
E-Mail: mcassidy@uni-mainz.de
http://www.vulkanologie.uni-mainz.de/Site/Mike_Cassidy.html

Weiterführende Links:
http://www.geowiss.uni-mainz.de/714_DEU_HTML.php
https://sites.google.com/site/drmikecassidyvolcanoscientist/home
http://geology.gsapubs.org/content/44/12/1027.abstract?etoc

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Asche Eruption Geowissenschaften Magma Vulkanausbruch Vulkane

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Januskopf des südasiatischen Monsuns
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Was das Eis der West-Antarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen
14.06.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics