Magma innerhalb der Erdkruste überraschend kalt

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In Form von glühend-heißer und leuchtender Lava, die bei einem Vulkanausbruch an die Oberfläche tritt, ist Magma wohl jedem Menschen gut bekannt.
Doch welche Eigenschaften weist Magma  eigentlich auf, bevor es durch die Erdkruste austritt?
Nur wenig war bislang darüber bekannt, denn es ist im Inneren unseres Planeten nur sehr schwer zu erforschen, sieht man von seismischen Eigenschaften ab. Nun ist es einem Forscherteam der University of California, in Davis, gelungen, mehr über den Zustand von Magma vor einer Eruption zu erfahren, woraus sich neue Ansätze für Voraussagen von Vulkanausbrüchen ergeben könnten.

Für ihre Studie untersuchten Allison Rubin und ihre Kollegen sieben Zirkonkristalle, welche sie aus Gesteinstrümmern des neuseeländischen Vulkan Mount Tarawera (1111m ü. NN; Teil der Okataina-Caldera auf der Nordinsel) bargen und führten verschiedene Analysen durch.

„Sie können uns sagen, was passiert ist, als sie unter der Oberfläche waren“, so Rubins Kollegin Kari Cooper über die Zirkonkristalle.

Die Gesteinstrümmer, welche rund um den Krater und am Hang verstreut liegen, sind Zeugen eines Ausbruchs vor etwa 700 Jahren.  Das Alter der Zirkone wurde mittels Uranium- und Thorium-Isotopenanalysen bestimmt, eine Bestimmung der Lithiumverteilung in den Kristallen diente dazu, zu ermitteln, wann sie Temperaturen ausgesetzt waren, die Gestein zum Schmelzen bringen: Sechs der sieben Kristalle sind bereits mehrere zehntausend Jahre alt, doch nur wenige Jahre oder Jahrzehnte herrschte in ihrer Umgebung eine Temperatur von über 650 Grad Celsius, ein vollkommen überraschendes Ergebnis für die Forscher, da es bedeutet, dass das Magma einen Großteil der Zeit in größeren Tiefen gelagert gewesen sein muss und somit wesentlich kälter und fester war als vermutet.

„Wir müssen unsere Vorstellung davon, wie eine Magmakammer aussieht, offenbar ändern“, erklärt Cooper.

Damit das Magma an die Oberfläche treten kann, muss es sich erhitzen und dabei seine Viskosität ändern, wahrscheinlich passiert dies, indem das nahezu feste Magma in heißere Bereiche transportiert wird und dort mit heißerem Material interagiert. Die Auswertung des Forscherteams zeigt, dass dieser Prozess in einem geologisch recht kurzen Zeitrahmen abläuft.

„Es dauert dann nur Jahre oder Jahrzehnte, bis es zum Ausbruch kommt“, erläutertCo-Autor Adam Kent von der Oregon State University (Corvallis).

Die Wissenschaftler sind der Überzeugung, dass ihre Erkenntnisse nicht nur für den Mount Tarawera, sondern für die meisten anderen Vulkane auch, gelten, was für Frühwarnsysteme einen echten Durchbruch darstellen würde, könnte vorab bestimmt werden, unter welchen Vulkanen heißes mobiles Material vorliegt.

Quelle: Science, 2017; doi: 10.1126/science.aam8720

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