Der Erdmantel als Lavalampe: Vulkanketten „recyceln“ ozeanische Kruste und kontinentales Material

Wenn im Erdmantel – ähnlich wie in einer Lavalampe – Blasen aus erhitztem Gestein an die Oberfläche steigen, können dort Vulkanketten entstehen. Ein Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat diesen sogenannten Hotspot-Vulkanismus im Atlantik untersucht und konnte durch Analyse der abgelagerten Gesteinsschichten mehr über die Zusammensetzung des unteren Erdmantels erfahren. Die Studie ist kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances erschienen.

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Der Marmorkuchen-Aufbau des Erdmantels

Das Basaltgestein entlang von mittelozeanischen Rücken (MORB = mid ocean ridge basalt), wie er z.B. zwischen Europa und Nordamerika vorkommt, besteht größtenteils aus verarmter Mantelschmelze („depleted“ MORB bzw. D-MORB). Darunter versteht man, dass die Gesteinsschmelze, aus der ein magmatisches Gestein (z.B. Basalt) durch Abkühlung und anschließender Kristallisation entsteht, ein geringeres relatives Verhältnis von inkompatiblen Elementen (z.B. Kalium (K), Zirkonium (Zr) oder Neodymium (Nd)) hatte. Dieses Verhältnis findet man auch in den Basalten wieder. Allerdings entdeckt man entlang dieser mittelozeanischen Plattengrenzen zunehmend Basalte, die diese Abreicherung nicht zeigen und somit angereichert („einriched“ MORB bzw. E-MORB) sind. Die Zusammensetzung dieser Gesteine gleichen hinsichtlich dem Verhältnis der inkompatiblen Elemente den Basalten aus intraplatten Vulkanen, wie z.B. des Mauna Kea auf Hawai. Den Wissenschaftlern des National High Magnetic Field Laboratory and Department of Earth, Ocean and Atmospheric Science der Florida State University können nun an Hand der Verteilung z.B. des Germanium (Ge) zu Silizium (Si) Verhältnisses sagen, ob es sich bei der Quelle für die Anreicherung des E-MORBs um Gesteinsschmelzen einer ehemalige Kruste oder einer primitiver Mantelschmelzen handelt.

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Numerische Modelle könnten neue Einblicke in die Mechanismen Pyroklastischer Ströme liefern

Numerische Modelle sind mittlerweile der Weg des Erfolges, wenn zur Untersuchung schwer erreichbarer Phänomene und zur Risikoabschätzung in Folge von Naturkatastrophen kommt.
Mit fortschreitender Rechenkraft können immer neue und ausgereiftere Modelle entwickelt werden um komplexe Vorgänge wie z.B. Pyroklastische Ströme zu modellieren.

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Vulkanausbruch des Okmok Vulkans (Alaska) trägt Mitschuld am Fall der Römischen Republik und des Ägyptisch-Ptolemäischen Königreichs (43BC)

Mit der Ermordung von Gaius Julius Cäsar durch seinen Sohn Brutus (44 BC) begann laut historischen Überlieferungen der Zerfall der Römischen Republik (der damals anerkannten römischen Staatsform) und im selben Zuge das Ende des Ägyptisch-Ptolemäischen Königreichs. Das Attentat auf den damaligen römischen Staatsmann und Feldherrn zog politische und soziale Unruhen nach sich. Dadurch wurde der Aufstieg des Großrömischen Kaiserreichs, unter der Herrschaft von Gaius Octavius (Augustus) eingeleitet. Aktuelle Klimadaten und schriftliche Überlieferungen aus der damaligen Zeit (43 – 42 BC) belegen, dass die Unruhen im Zusammenhang mit ungewöhnlich schlechten Wetterverhältnissen und einer Senkung der Durchschnittstemperatur um bis zu 7°C stehen. Diese Bedingungen hielten zwei Jahre an und gelten nachweislich als die kältesten zwei Jahre auf der nördlichen Hemisphäre in den letzten 2.500 Jahren. Missernten, Hungersnöte, zivile Unruhen und Krankheitsausbrüche im gesamten Mittelmeerraum waren die Folge.
Die Theorie, dass ein Vulkanausbruch für die radikalen klimatischen Bedingungen verantwortlich sei, fanden Historiker seit jeher nicht abwegig. Allerdings hatte man bisher keine konkreten Beweise für ein vulkanisches Ereignis gefunden, das als Auslöser für diese Klimaveränderungen in Frage gekommen wäre.
Ein Kollektiv von Wissenschaftlern diverser europäischer und amerikanischer Universitäten und Klimaforschungseinrichtungen, unter anderen der University of Cambridge und dem Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung hat nun einen möglichen Auslöser für die dramatischen Umstände der damaligen Zeit ermittelt.

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Schrumpft der Yellowstone Supervulkan? Forscher entdecken neue Hinweise in Spuren vergangener Supereruptionen

Supereruptionen gehören aufgrund ihrer verheerenden Zerstörungskraft zweifelsohne zu den extremsten Naturereignissen der Erde, jedoch ist die Anzahl der Nachweise vergangener Supereruptionen aufgrund ihrer Seltenheit zu gering, um die globale Rolle dieser Ereignisse in Bezug auf kurz- und langfristige Umweltauswirkungen, sowie Prozesse der Erdkruste vollständig bewerten zu können. Nun haben Vulkanologen der Universität Leicester im Rahmen einer Studie den Nachweis zwei neu identifizierte Supereruptionen bekannt gegeben, die im Zusammenhang mit dem Yellowstone Supervulkan stehen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Intensität des Hotspots, der heute die berühmten Geysire, Schlammflecken und Fumarolen im Yellowstone-Nationalpark speist, möglicherweise abnimmt.

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Wie Drohnen explosive Vulkane überwachen können

Aufnahmen von aktiven Vulkanen sind aufgrund der schwierigen Erreichbarkeit und der großen Einsturz- oder Explosionsgefahr bislang eine große Herausforderung in der Vulkanologie. Forschende um Edgar Zorn vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam präsentieren nun die Ergebnisse einer Reihe von wiederholten Vermessungsflügen mit optischen und Wärmebildkameras am Vulkan Santa Maria in Guatemala. Dabei wurden Drohnen zur Beobachtung des Lavadoms eingesetzt, eines zähflüssigen Pfropfens aus Lava. Die Forschenden konnten zeigen, dass der Lavadom Bewegungen auf zwei verschiedenen Zeitskalen zeigt: langsame Ausdehnung und Wachstum des Doms und ein schnelles Hinauspressen von zähflüssiger Lava (Lava extrusion).

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Neue Hinweise: Wie sich Platinmetalle unter einem 60 Millionen Jahre alten schottischen Vulkan bildeten

Forschungsarbeiten von Wissenschaftlern der Keele University, der University of Manchester und des University College Dublin haben ein neues Licht darauf geworfen, wie sich Edelmetalle – mehr als zehnmal seltener als Gold – in magmatischem Gestein konzentrieren.

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The Valley of Ten Thousand Smokes

Im Südwesten Alaskas liegt gegenüber der Kodiak Insel der 15 km² große Katmai-Nationalpark. Er wurde 1980 gegründet und ist vor allem für drei seiner Sehenswürdigkeiten auch außerhalb Alaskas bekannt: Braunbären, Lachse und seine Vulkane. Die wichtigsten und bekanntesten Vulkane in der Gegend sind der der Griggs, der Juhle, der Katmai, der Mageik, der Mt. Martin, der Novarupta und der Trident. Diese gehören zu der vulkanischen Inselkette der Aleuten.

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