Wissenschaftler finden tiefe unterirdische Verbindung zwischen zwei japanischen Vulkanen

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Wissenschaftler der RSMAS Miami konnten nun zum ersten Mal wissenschaftlich beweisen, dass fundamentale Veränderungen eines Vulkans im Süden Japans die direkte Folge eines anderen ausbrechenden Vulkans waren, der 22 Kilometer entfernt ist. Die Ergebnisse der Überwachung der beiden Vulkane – Aira Kaldera und Kirishima – zeigen, dass die beiden Vulkane vor dem Ausbruch des Kirishima im Jahr 2011 durch eine gemeinsame Magmaquelle miteinander verbunden waren.

Die japanischen Städte Kirishima und Kagoshima liegen direkt an der Grenze zur Aira Caldera, einer der aktivsten, gefährlichsten und am dichtesten überwachten Vulkane im Süden Japans. Die Frage, wie Vulkane interagieren ist entscheidend, um zu bestimmen, ob und wie eine Eruption die Aktivität eines entfernten Vulkans beeinflussen oder die Gefahr eines neuen Ausbruchs erhöhen kann.

Das Forschungsteam der University of Miami (UM) Rosenstiel School für Marine and Atmospheric Science und der Florida International University analysierte Deformationsdaten von 32 permanenten GPS-Stationen in der Region, um die Existenz eines gemeinsamen Magmareservoirs, das die beiden Vulkane verbindet, zu beweisen.

Vor dem Ausbruch des Kirishima, der in der dicht besiedelten Region von Kagoshima liegt, hörte die Magmakammer unter Aira auf, sich anzuheben. Dies sahen die Experten als Zeichen dafür, dass der Vulkan zur Ruhe kam. Die Ergebnisse dieser neuen Studie zeigen jedoch, dass das Gegenteil geschah. Die Magmakammer des Aira entspannte sich lediglich nur kurzfristig, während der Kirishima ausbrach. Kurz nach dem Ausbruch begann die Aktivität unter Aira erneut.

“Wir beobachteten eine radikale Veränderung des Verhaltens von Aira vor und nach dem Ausbruch seines Nachbarn Kirishima”, sagte Elodie Brothelande, eine Postdoktorandin an der UM Rosenstiel School und Hauptautorin der Studie. “Die einzige Möglichkeit, diese Wechselwirkung zu erklären, ist das Vorhandensein einer subterranen Verbindung zwischen den beiden Vulkansystemen.”

Vor dieser neuen Studie hatten Wissenschaftler geologische Aufzeichnungen von Vulkanen, die zur gleichen Zeit ausbrachen oder kollabierten, aber dies ist das erste Beispiel für eine eindeutige Verbindung zwischen Vulkanen, das es den Wissenschaftlern ermöglichte, die zugrunde liegenden Mechanismen untersuchen zu können. Die Ergebnisse bestätigen, dass Vulkane ohne sichtbare Verbindung an der Oberfläche durchaus Teil eines riesigen, unterirdischen magmatischen Systems sein können.

“Inwieweit magmatische Systeme miteinander verbunden sind, ist eine wichtige Frage in Bezug auf die Gefahreneinschätzung”, sagt Falk Amelung, Professor für Geophysik an der UM Rosenstiel School und Coautor der Studie. “Gibt es viel Magma im Untergrund? Kann ein Ausbruch einen weiteren Vulkan aufwecken? Bislang gab es kaum oder gar keine Anzeichen für eindeutige – wissenschaftlich belegbare – Verbindungen.”

“Insbesondere in dicht besiedelten vulkanischen Gebieten ist eine Vorhersage der Eruption von entscheidender Bedeutung”, sagte Brothelande. “Jetzt wissen wir, dass eine Verhaltensänderung die direkte Folge der Aktivität des Nachbarn Kirishima sein kann.”

Die Ergebnisse zeigen auch, dass große vulkanische Systeme, wie die Aira – Kaldera, auf kleinere Eruptionen nahe gelegener Vulkane reagieren können, wenn sie aus einem gemeinsamen tiefen Reservoir gespeist werden. Dies ist aber nicht die ganze Zeit der Fall, da sich Magmapfade periodisch öffnen und schließen.

“Nun müssen wir schauen, ob diese Verbindung für Vulkane im Südosten Japans einmalig ist oder weit verbreitet und weltweit auftritt”, sagte Amelung.

Veröffentlichung: E. Brothelande, F. Amelung, Z. Yunjun, S. Wdowinski. Geodetic evidence for interconnectivity between Aira and Kirishima magmatic systems, Japan. Scientific Reports, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-28026-4
Titelbildunterschrift: Südliches Japan am 3. Februar 2011: Die Aufnahme zeigt die aktiven Kegel der Vulkane Kirishima (Shinmoedake) und Aira Caldera (Sakurajima). Während Kirishima sehr stark ausbricht, ist Airas Aktivität relativ gering. (Bild: NASA)
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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.