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Fünfmalklug Warum brechen Supervulkane aus?

Was die gigantischen Magmakammern von Supervulkanen explodieren lässt, war lange ein Rätsel. Forscher der ETH Zürich und der Universität Genf haben jetzt eine Erklärung gefunden: Wenn Unterschiede in der Dichte zwischen Magma und dem umgebenden Gestein bestehen, kann das bereits ausreichen.

Lake Taupo in Neuseeland.
Legende: Lake Taupo: Der grösste See Neuseelands ist entstanden durch die Explosion eines Supervulkans vor etwa 26'000 Jahren. Reuters

Wenn bei einer Eruption die unvorstellbare Menge von mehr als 1000 Kubikkilometer Material ausgeworfen wird, spricht man von einem Supervulkan. Das entspricht etwa dem 20-fachen Volumen des Bodensees, ist ein extrem seltenes Ereignis und seit Zehntausenden von Jahren nicht mehr passiert. Zum Glück, denn der Ausbruch eines Supervulkans könnte massive Auswirkungen aufs Erdklima haben.

Supervulkane hinterlassen keinen Vulkankegel, sondern einen gigantischen Krater: die leere Magmakammer. Spuren solcher Ausbrüche finden sich beim Taupo-See in Neuseeland, im Yellowstone-Ntionalpark (USA) oder beim idonesischen Toba-See.

Aber unter welchen Bedingungen explodieren Supervulkane? Forscher der ETH Zürich und der Universität Genf kommen zum Schluss, dass der Auftrieb des Magmas entscheidend ist, um den für eine Eruption notwendigen Überdruck entstehen zu lassen. Wenn die Dichte des flüssigen Magmas geringer ist, als jene des umgebenden festen Gesteins, kann der Auftrieb so gross werden, dass das Magma eine kilometerdicke Erdkruste durchschlagen kann.

«Der Effekt ist vergleichbar mit dem Auftrieb eines mit Luft gefüllten Balls unter Wasser, der durch das umgebende Wasser nach oben gedrückt wird», sagt Empa-Forscher Wim Malfait, dessen Artikel in der Fachzeitschrift «Nature Geoscience» veröffentlicht wurde. Die Wissenschaftler bestimmten die Dichte durch das Röntgen von von künstlich hergestellten Magmaschmelzen im Labor. Weitere Mechanismen wie die tektonische Spannung könnten zwar zur Eruption beitragen, seien aber nicht zwingend erforderlich, betonen die Forscher. Die Erkenntnisse helfen, «schlafende» Supervulkane besser einzuschätzen.

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