6.000 Jahre: Auf den Spuren einer Vulkanexplosion

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Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben in Nicaragua einen ganz besonderen Vulkankrater, die Masaya Caldera, untersucht. Bisher war nicht bekannt, welche Eruption seinen speziellen Krater, eine Caldera, geformt hat. Jetzt haben die Vulkanologen aus ca. 6.000 Jahre alten Ablagerungen neue Erkenntnisse über die Entstehung des Kraters gewonnen. Die Studie ist kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Journal of Volcanology Geothermal Research erschienen.

Die Masaya Caldera, wie der Krater genannt wird, ist mit über acht Quadratkilometern ungewöhnlich groß. Normalerweise sind Calderen dieser Art eher klein und entstehen nach einem Vulkanausbruch durch den langsamen Entzug von Magma in der Tiefe. Dazu kommen Eruptionen an den Flanken der Caldera, aber nur selten im Zentrum. Im Gegensatz zu diesen basaltischen genannten gibt es aber auch sogenannte silizische Calderen, die durch den plötzlichen Entzug großer Mengen silikatreichen Magmas im Verlauf hochexplosiver Eruptionen entstehen. 

Der Ort Masaya direkt auf dem östlichen Calderarand. Die steile langgezogene Klippe im Hintergrund ist der südliche Rand der Caldera. Am Ostrand ist die Caldera teilweise mit einem See gefüllt, weiter nach Westen aber mit Lavastrom-Ablagerungen, die von dem in den letzten 2.000 Jahren im Westteil der Caldera gewachsenen Masaya-Vulkan stammen. (Foto: Armin Freundt/GEOMAR)

Obwohl die Masaya Caldera eine basaltische Caldera ist, wurde schon länger vermutet, dass sie trotzdem durch einen eher silizischen Mechanismus, also einen schnellen Magmaentzug, entstanden ist. Durch die Forschungsgruppe des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel gibt es jetzt auch erste Erkenntnisse über die dafür verantwortliche Eruption: Die Vulkanologen haben eine sehr weitläufige Magmaablagerung identifiziert und vermessen. Das Volumen des vor 6.000 Jahren ausgeworfenen Magmas beträgt ungefähr neun Kubikkilometer. Zum Vergleich: Das ist etwa 90 Mal so viel wie bei der Eruption des isländischen Vulkans Eyafjallajökull im Jahr 2010. 

Und neben der Menge ist noch etwas anderes an der untersuchten Eruption ungewöhnlich: Normalerweise ist basaltisches Magma viel zu dünnflüssig und gasarm, um hohe Eruptionswolken zu bilden, wie sie zum Beispiel vom Vesuv vor rund 2.000 Jahren bekannt sind. Da aus der Ablagerung hervorgeht, dass die Aschenwolke in Nicaragua aber über 20 Kilometer hoch gewesen ist, muss der Druck um ein Vielfaches größer gewesen sein als bei normalen basaltischen Eruptionen. Das begründen die Forscher mit einem höheren Gasgehalt im Magma.

„Zusätzlich gab es eine flachliegende Magmakammer die mit einem tieferen Magmareservoir verbunden war, was zusätzlichen Druck erzeugte, sodass die Kombination beider Faktoren den notwendigen Druck aufbauen konnte“.

erklärt Dr. Armin Freundt, Vulkanologe am GEOMAR und Autor der Studie. Insgesamt war die Masseneruptionsrate etwa 10.000 Mal höher als bei üblichen basaltischen Eruptionen.

Die Karte zeigt die genaue Lage der Masaya Caldera. Die roten Punkte in der oberen Abbildung markieren die Orte, an denen die Ablagerung untersucht wurde. Die roten Punkte im unteren Relief markieren Sedimentkerne, die das Team auf marinen Expeiditionen gezogen hat und in denen die 6000 Jahre alte Ablagerung wiedergefunden wurde. Das zeigt ihre Verbreitung über viele Hundert Kilometer. (Abbildung: Armin Freundt/GEOMAR)

Die Forscher hoffen, durch ihr Verständnis für dieses Phänomen auch andere Vulkane besser einschätzen zu können: „Obwohl solch ungewöhnliche vulkanische Ereignisse selten vorkommen, sind sie doch wichtig bei der Abschätzung des Gefährdungspotenzial eines Vulkans.“, resümiert Dr. Freundt.


Veröffentlichung: Perez W, Freundt A, and S. Kutterolf, 2020: The basaltic plinian eruption of the ~6 ka San Antonio Tephra and formation of the Masaya caldera, Nicaragua. J. Volcanol. Geotherm. Res., 106975, https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.106975

Quelle: off. Pm des Geomar

Titelbildunterschrift: Ein Blick in die Caldera vom westlichen Rand aus: Links sieht man die steile Einbruchkante, der rauchende Hügel rechts ist der aktive Masaya Vulkan, der nach den großen Eruptionen, also innerhalb der letzten 2000 Jahre, in der Caldera gewachsen ist. (Foto: Armin Freundt/GEOMAR)


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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.

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