Magma ähnelt einem Schwamm
Experten sind sich nicht einig, ob das Magma von Supervulkanen in flüssiger oder fester Form unter der Oberfläche schlummert. Forscher um Olivier Bachmann von der ETH Zürich zeigt nun, dass die Antwort zwischen diesen beiden Extremen liegt: Rund die Hälfte des Magmas ist fest und bildet eine Art Schwammstruktur mit Poren, in denen flüssige Gesteinsschmelze schwappt.
Die Studien
„Protracted near-solidus storage and pre-eruptive rejuvenation of large magma reservoirs“, Nature Geoscience, 11.9.2017
Lifetime and size of shallow magma bodies controlled by crustal-scale magmatism, Nature Geoscience, 27.5.2017
Die Frage der Konsistenz des Magmas ist deshalb wichtig, weil ein Reservoir aus komplett flüssiger Gesteinsschmelze jederzeit ausbrechen könnte, erstarrtes Magma jedoch einen massiven Wärmezustrom aus dem Erdmantel bräuchte, um wieder flüssig zu werden. Erst dann könne sich die Eruption ereignen, heißt es in einer Aussendung.
Hohe Temperaturen nötig
Bachmann und sein Team haben diese Fragestellung anhand des Supervulkans „Kneeling Nun Tuffs“ in New Mexiko untersucht. Genauer gesagt anhand von den Spurenmineralen Zirkon und Titanit, die in Magma vorkommen und bei Eruptionen an die Oberfläche gelangen. Sie bestimmten das Alter und die chemische Zusammensetzung dieser Minerale in verschiedenen Gesteinsproben, um den Temperaturverlauf der Magmakammer dieses Supervulkans über die Zeit nachvollziehen.
Dawid Szymanowski / ETH Zürich
Zirkonkristalle unter dem Mikroskop: Diese Mineralien speichern die Temperatur in einer Magmakammer über sehr lange Zeit.
Das Resultat: Über eine halbe Million Jahre hinweg muss die Temperatur in der Magmakammer zwischen 680 und 730 Grad Celsius gelegen haben. Daraus schließen die Forscher, dass der Supervulkan sich erst sehr lange „aufladen“ musste, bevor er ausbrach. Die Mineralanalysen stützen somit frühere Ergebnisse der Arbeitsgruppe, auf Basis von Computermodellen.
Supervulkan muss „reifen“
Die beiden neuen Studien zeigen, dass Supervulkane über sehr lange Zeit „reifen“ und nur im Abstand von Zehntausenden von Jahren ausbrechen können. „Die Magma wird hauptsächlich als kristalline Schwammstruktur konserviert. Und sie muss auf jeden Fall durch Wärmezufuhr reaktiviert werden, ehe sie ausbrechen kann“, fasst Bachmann die Ergebnisse zusammen.
Eine Vorhersage, wann der nächste Supervulkan ausbricht, lassen die neuen Erkenntnisse zwar nicht zu, aber sie könnten künftig helfen, Anzeichen dafür besser einzuschätzen. „Die Eruption eines Supervulkans ist - zum Glück für uns - in jedem Fall ein sehr seltenes Ereignis“, so Bachmann.
science.ORF.at/APA/sda