Unterwasservulkane helfen, prähistorische Klimaerwärmung zu erklären

Eine internationale Expedition mit dem Bohrschiff „JOIDES Resolution“ unter der Leitung von Professor Dr. Christian Berndt vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel und Professor Dr. Sverre Planke von der Universität Oslo bestätigt die Theorie, dass Hydrothermalschlote mit ihrem Methanausstoß für die globale Erwärmung vor rund 55 Millionen Jahren verantwortlich waren. Die Studie, die heute im Fachmagazin Nature Geoscience erscheint, zeigt, dass die unterseeischen Vulkanschlote damals so knapp unter der Wasseroberfläche lagen oder sogar aus dem Wasser ragten, dass das von ihnen ausgestoßene Methan direkt in die Atmosphäre gelangen konnte.

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Diamanten tauchen in Zyklen aus dem Erdmantel auf

Diamanten entstehen in über 150 Kilometern Tiefe im oberen Erdmantel. In einigen Bereichen der Erde werden sie bei vulkanischen Eruptionen eingebettet in Kimberlit-Magmen explosionsartig an die Erdoberfläche befördert. Dass diese Ereignisse rund 30 Millionen Jahre nach dem Auseinanderbrechen von Erdplatten auftreten, wie sie ablaufen und weshalb das auch in großen Entfernungen von den Bruchzonen passiert, erklärt eine aktuelle Studie im Fachmagazin Nature. Zu dem internationalen Forschungsteam gehören auch Sascha Brune und Anne Glerum vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ).

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Beobachtung von Vulkanen mit Drohnen: Vulkanische Gase werden mit ultraleichten Sensorsystemen untersucht

Vulkane setzen Gase vor allem in Form von Wasserdampf, Kohlendioxid und Schwefeldioxid frei. Die Untersuchung dieser Gase ist eine wichtige Methode, um Informationen über die vulkanischen Systeme zu gewinnen und einzigartige Einblicke in die magmatischen Prozesse zu erhalten. So kann etwa das Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwefeldioxid Hinweise auf bevorstehende Eruptionen liefern. Um Messsysteme direkt an den Ort des Geschehens zu bringen, werden Drohnen eingesetzt, die jedoch aufgrund ihrer Größe bisher erst mit großem Aufwand zum Einsatzort transportiert werden müssen. An der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Thorsten Hoffmann nun in abgelegenen Regionen eine kleine, transportable Messdrohne getestet. Es handelt sich dabei um ein sehr kleines Drohnensystem, das leicht zu Fuß in schwer zugängliches Gelände transportiert werden kann und zudem nur minimale flugtechnische und administrative Vorbereitungen für den Einsatz als Beobachtungsplattform aus der Luft erfordert.

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Tonhaltige Kieselsäure: Ein wichtiger Wasserspeicher im unteren Erdmantel

Wasser wird durch ozeanische Platten in das tiefe Erdinnere transportiert und verändert die Eigenschaften von Mineralen und Gesteinen, wodurch der interne Materialkreislauf der Erde und die ökologische Entwicklung seit der Erdentstehung beeinflusst werden. Eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Dr. Takayuki Ishii und Dr. Ho-kwang Mao (Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, HPSTAR), Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, Deutschland, und Tohoku University, Japan, hat herausgefunden, dass aluminiumhaltige Kieselsäuren eine wichtige Rolle als Wasserspeicher im unteren Erdmantel spielen. Sie bestimmten den Tonerde- und Wassergehalt von Kieselsäuremineralen, die wichtige Minerale in der basaltischen Kruste des oberen Teils einer subduzierenden Platte sind.

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Basaltische Magmakammern können katastrophal schnell wachsen

Eine internationale Forschergruppe, an der auch Geologen der Wits University (Prof. Rais Latypov und Dr. Sofya Chistyakova) in Johannesburg beteiligt sind, ist zu dem unerwarteten Schluss gekommen, dass basaltische Magmakammern extrem schnell wachsen können – in Monaten bis Jahren. Dies macht diese Kammern zu bemerkenswerten intrusiven Äquivalenten von calderabildenden Eruptionen, die mit den magmatischen Großprovinzen in Verbindung stehen. Diese Forschungsergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

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Tonga-Ausbruch – Ungewöhnliche Explosion könnte möglicherweise sogar das Erdklima erwärmen

Als im Januar ein Unterwasservulkan in Tonga ausbrach, war seine wasserreiche Explosion gewaltig und ungewöhnlich – Wissenschaftler versuchen immer noch, seine Folgen zu verstehen. Der Vulkan Hunga Tonga schoss Millionen von Tonnen Wasserdampf hoch in die Atmosphäre. Dies geht aus einer Studie hervor, die am Donnerstag in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.

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Verlangsamung der Kontinentalplattenbewegung beeinflusst das Timing der größten vulkanischen Ereignisse der Erdgeschichte

Wissenschaftler haben neue Erkenntnisse über den Zeitpunkt und die wahrscheinliche Ursache großer vulkanischer Ereignisse gewonnen, die sich vor Millionen von Jahren ereigneten und derartige klimatische und biologische Unruhen verursachten, dass sie zu einigen der verheerendsten Aussterbeereignisse in der Erdgeschichte führten. Überraschenderweise deuten die neuen Forschungsergebnisse, die heute in Science Advances veröffentlicht wurden, darauf hin, dass eine verlangsamte Bewegung der Kontinentalplatten das entscheidende Ereignis war. Dadurch konnte Magma an die Erdoberfläche aufsteigen und die verheerenden Auswirkungen verursachen.

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Ungewöhnliche Vorläuferphänomene des Island-Vulkanausbruchs 2021 dokumentiert

Das Geothermiefeld Svartsengi auf der Halbinsel Reykjanes im Südwesten Islands erlebte im Januar 2020 plötzliche Unruhephasen und Erschütterungen, die niemand erwartet hatte. Sofort machten sich Forschende daran, Instrumente zu installieren, um die Unruhen im Detail zu überwachen. Im Zentrum des geothermischen Hochtemperaturfeldes, wo sich wichtige Infrastrukturen befinden, darunter ein großes geothermisches Kraftwerk und das Thermalbad Blaue Lagune, wurde eine rasche Hebung von bis zu zwölf Zentimetern beobachtet, die von starker Seismizität begleitet wurde. 

Mit seiner gemeinsamen Arbeit, veröffentlicht in Nature Geoscience, hat das internationale Team von Forschern zum ersten Mal einen Vorläuferprozess identifiziert und dokumentiert, der zu einem Vulkanausbruch an einer aktiven ozeanischen Plattengrenze führte, bei dem keine Magmakammer in der Kruste beteiligt ist, sondern das Magma direkt aus dem Erdmantel stammt. Die Ergebnisse der Studie erklären auch die Wechselwirkung zwischen magmatischen Prozessen und geothermischen Hochtemperaturfeldern und unterstreichen die Rolle des Übergangs von zähplastischem zu sprödem Gestein beim Prozess der Krustenbildung an einer aktiven Plattengrenze.

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Phlegräische Felder: Strukturen und tiefe Prozesse an der Caldera mithilfe von Umgebungsrauschen rekonstruiert

Die Analyse des Rauschens, das von seismischen Stationen an der Oberfläche aufgezeichnet wurde, hat zu einer besseren Deutung der vulkanischen Prozesse der Phlegräischen Felder verholfen. Das Ergebnis wurde mithilfe eines neuen Bildgebungsverfahrens erzielt, das von einem internationalen Team von Wissenschaftlern des Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV-OV) in Italien und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) entwickelt wurde.

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