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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Neue Erdbebenanalysen stärken die Katastrophenvorsorge in Europa

Im 20. Jh. haben Erdbeben in Europa mehr als 200’000 Todesopfer gefordert und Schäden von über 250 Mrd. Euro verursacht. Unter Beteiligung des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam GFZ haben Expert:innen aus ganz Europa das Erdbebengefährdungsmodell für Europa aktualisiert sowie das erste Erdbebenrisikomodell für Europa erstellt – als Grundlage, um die Erdbebenprävention zu stärken und die Bevölkerung widerstandsfähiger zu machen. Die heute veröffentlichten Modelle verbessern das Verständnis darüber, wo starke Erschütterungen am ehesten auftreten und welche Auswirkungen künftige Erdbeben in Europa haben werden.

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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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Ein Schrecken ohne Ende

Zu den größten Katastrophen der Erdgeschichte zählen neben kosmischen Einschlägen supervulkanische Eruptionen wie die des Toba-Vulkans auf Sumatra (Indonesien) vor etwa 75.000 Jahren, deren Auswirkungen sich über ganz Südostasien und darüber hinaus erstreckten. Ausbrüche ähnlicher Größenordnungen sind nur aus Yellowstone (USA) und von wenigen weiteren Vulkanen weltweit bekannt, die innerhalb des aktuellen geologischen Zeitalters des Quartärs aktiv waren. Bisher wurde angenommen, dass sich die Biosphäre innerhalb von Jahrzehnten bis Jahrhunderten von den Auswirkungen solcher Supereruptionen erholte. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Prof. Dr. Axel Schmitt vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg konnte nun am Beispiel von Toba nachweisen, dass Supervulkane auch tausende Jahre nach ihrem Ausbruch aktiv und gefährlich bleiben.

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Langsame und reguläre Erdbeben wechselwirken in der Nähe von Istanbul

Erdbeben dauern typischerweise nur wenige Sekunden, manchmal allerdings laufen die Verschiebungen im Untergrund auch in Zeitlupe ab. Das Verständnis von sogenannten langsamen Beben und ihres Zusammenspiels mit kurzen – teils heftigen – Erschütterungen ist von entscheidender Bedeutung für die Bestimmung der seismischen Gefahr und des daraus resultierenden Risikos. Eine internationale Gruppe um Patricia Martínez-Garzón vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam hat jetzt eine Studie in der Fachzeitschrift “Seismological Research Letters“ veröffentlicht, in der sie dieses Zusammenspiel von unterschiedlichen seismischen Ereignissen nahe der Millionenmetropole Istanbul untersucht.

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Kontinental-Pirouetten

Berechnungen und Modelle eines Teams aus Utrecht und Potsdam zeigen, wie ein aus dem Erdmantel gespeister Supervulkan Erdkrustenplatten nicht nur spreizte, sondern auch drehte. Die Vorgänge, die vor 105 Millionen Jahren begannen, haben noch heute dramatische Folgen: Erdbeben im Mittelmeerraum entstehen durch die seinerzeit angestoßenen Subduktionsprozesse.

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