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Das Innenleben eines Supervulkans Dem Atem der Vulkane lauschen

| Redakteur: Christian Lüttmann

Vulkane sind ungefährlich – bis sie ausbrechen. Dann weiß man am besten früh genug, wo man sich in Sicherheit bringt. Um die Aktivität von Vulkanen besser zu verstehen und vorherzusagen, hat ein Team der Johannes-Gutenberg-Universität nun einen italienischen Supervulkan mit einer speziellen Technik ausgehorcht.

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Blick auf den Vesuv, der von den Phlegräischen Feldern etwa 20 Kilometer entfernt liegt
Blick auf den Vesuv, der von den Phlegräischen Feldern etwa 20 Kilometer entfernt liegt
(Bild: Giuseppe Vilardo)

Mainz – Die Phlegräischen Felder in Italien zählen zu den gefährlichsten Orten in Europa: Das Caldera-Gebiet in der Nähe von Neapel wurde vor etwa 40.000 Jahren durch den Ausbruch eines Supervulkans gebildet, heute leben in der Küstenregion am Mittelmeer mehrere Hunderttausend Menschen auf oder in unmittelbarer Nähe des Vulkankessels. Unzählige Mikro-Erdbeben erschütterten „Campi Flegrei“ – die brennenden Felder – in den Jahren 1983 und 1984. Seitdem ist es ruhig.

„Das kann eine trügerische Ruhe sein“, warnt allerdings Prof. Dr. Luca De Siena, Leiter der Arbeitsgruppe Vulkanseismologie an der Johannes-Gutenberg-Universität (JGU) Mainz. „Wir wissen nicht genau, was im Innern des Supervulkans vor sich geht.“ Der Vulkanologe ist selbst in Neapel aufgewachsen und wechselte im März 2019 von der University of Aberdeen in Schottland zum Institut für Geowissenschaften an die JGU.

Wie misst man seismologisch ohne Erdbeben?

Die Aktivität von Vulkanen wird üblicherweise mithilfe seismologischer Methoden überwacht. Doch das ist nur dann möglich, wenn auch messbare Erdbeben auftreten. Da in Campi Flegrei seit etwa 35 Jahren keine Beben erfolgt sind, war wenig über die unterirdische Struktur des Vulkans bekannt.

Der schlummernde Supervulkan liegt nur 20 Kilometer westlich des Vesuvs und teilt sich mit diesem wahrscheinlich eine gemeinsame Magmakammer. De Siena hat mit einer in der Seismologie relativ neuen Untersuchungsmethode nun herausgefunden, welche Route die heißen Flüssigkeiten nehmen, die den Supervulkan von Campi Flegrei versorgen: „Wir können mit dieser Technik in den Vulkan hineinschauen und uns ein besseres Bild von seinem Inneren machen.“

Um das Bild der im Boden verborgenen Magmakammern zu erzeugen, nimmt De Siena eine Art Summen auf, das entsteht, wenn sich die Wellen an der Küste von Campi Flegrei brechen. Dieses seismische Geräusch dient als Grundlage für die Analyse der unterirdischen Vulkanstrukturen. „Das Geräusch sagt uns, wie der Vulkan atmet. Damit können wir besser verstehen, wie Magma und Flüssigkeiten aus den Tiefen des Vulkans an die Oberfläche kommen“, sagt der Vulkanologe, der sich bei einem Forschungsaufenthalt in Tokio mit der Technik vertraut gemacht hatte. Ein Seismometer nimmt dabei Signale einer sehr niedrigen Frequenz auf, die durch die Interaktion der Wellen mit dem Vulkangestein entstehen. „Wir können damit praktisch den Vulkan erleuchten.“

Innere Struktur der Caldera nach Jahrzehnten aktualisiert

Blick auf die Phlegräischen Felder nahe Neapel
Blick auf die Phlegräischen Felder nahe Neapel
(Bild: Giuseppe Vilardo)

De Siena hat so einen Kanal lokalisiert, der tiefer liegende Magmaquellen, die wahrscheinlich seit den 1980er-Jahren aktiv sind, mit dem oberen Vulkan verbindet und heiße Flüssigkeiten in das hydrothermale System einspeist. Gefährliche Dämpfe driften von diesem Hauptkanal zu den Austrittsstellen in Pisciarelli und beim Solfatara-Krater.

Eine künftige Aufgabe wird es sein, die vulkanische Aktivität mit der neu erprobten Technik zu überwachen. Hierzu arbeitet der Vulkanologe mit dem Observatorium des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie in Neapel zusammen. Zwar ist die Technik zur Erfassung der seismischen Geräusche in der Wissenschaft recht verbreitet, sie wurde aber auf den Phlegräischen Feldern erstmals in einer dicht besiedelten Region verwendet.

Eine Kamerafahrt über Teile der Campi Flegrei zeigt das folgende Video des Kanals Marc -Volcano- Szeglat:

Der letzte größere Ausbruch des Vulkans liegt rund 500 Jahre zurück und hat einen Vulkankegel von über 100 Metern aufgeschüttet. „Die Region ist ein Pulverfass. Aber wenn wir den Charakter des Vulkans besser verstehen, können wir auch die Überwachung verbessern und im Notfall die Bevölkerung frühzeitig warnen“, sagt De Siena. Daran werden er und weitere Geowissenschaftler der JGU Mainz in Zukunft arbeiten.

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