Geowissenschaften: Was Supervulkane explodieren lässt

Geowissenschaften
Was Supervulkane explodieren lässt

Eruptionen von Supervulkanen können verheerende Folgen haben - etwa für das Erdklima. Jetzt ist es Forschern gelungen, den Mechanismus zu entschlüsseln, der zum Ausbruch der riesigen Magmakammern führt.
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DüsseldorfAllein die Dichteunterschiede in der Magmakammer können Supervulkane explodieren lassen. Zwei internationale Forschergruppen haben diesen Auslöser für die verheerenden Eruptionen entdeckt. Schon der Umstand, dass das flüssige Magma weniger dicht ist als das umgebende feste Gestein, kann dem Magma genug Auftrieb verleihen, um kilometerdickes Krustengestein zu durchschlagen. Das berichten die Wissenschaftler in zwei Artikeln der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“.

Supervulkane wie die Phlegräischen Felder in Italien oder der Yellowstone in den USA sind für einige der verheerendsten Eruptionen der Erdgeschichte verantwortlich. Bei den glücklicherweise überaus seltenen Explosionen mindestens 1000 Kubikkilometer Material ausgeworfen. Das sind rund 100 Mal mehr als bei der Eruption des Pinatubo 1991 auf den Philippinen, einem der schwersten Vulkanausbrüche des 20. Jahrhunderts.

Statt eines Vulkankegels hinterlassen die Eruptionen einen Krater in der Erdkruste - die ausgeleerte Magmakammer, deren Durchmesser bis zu 100 Kilometer betragen kann. Zu den Überbleibseln solcher Ausbrüche zählen die Yellowstone-Caldera in den USA, der Toba-See in Indonesien und der Taupo-See in Neuseeland. Die letzte Eruption eines Supervulkans liegt einige zehntausend Jahre zurück.

Forscher wussten bereits, dass nicht allein der Überdruck des aus dem Erdinneren nachfließenden Magmas für den Ausbruch verantwortlich sein kann – dafür sind die mehrere Kilometer dicken und bis zu  100 Kilometer breiten Magmakammern schlicht zu groß. Daher vermutete man, dass der Überdruck durch Dichteunterschiede zwischen dem weniger dichten Magma und dem dichteren festen Gestein der Umgebung erzeugt wird.

Dies bestätigten nun Forscher um Carmen Sanchez-Valle von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Sie bestimmten die Dichte von Magma in Supervulkanen mit Hilfe von Röntgenstrahlen der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble. Damit untersuchten sie künstlich hergestellte Magmaschmelzen bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen.

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