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Eine Uhr für den nächsten Vulkanausbruch


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Eine Uhr für den nächsten Vulkanausbruch

Vulkane sind eine der kraftvollsten Erscheinungen der Natur. Sie können ganze Gebiete verändern. Doch noch sind Vulkanausbrüche schwer vorherzusagen. Mehr Wissen über die Prozesse bei einem Ausbruch ist essenziell. Das Chronos-Projekt versucht deshalb, eine Art Uhr für Vulkane zu entwickeln.

Der Golf von Neapel ist eine der gefährdetsten und dicht besiedelten Gegenden der Welt. Die Stadt liegt in einem vulkanischen System, das von den Phlegräischen Feldern, der Insel Ischia und dem Vesuv gebildet wird – dem für die Zerstörung Pompejis berüchtigten Vulkan, den Goethe als Höllengipfel mitten im Paradies bezeichnete.



Die Forscher des Chronos-Projekts entwickeln hier ein Modell der Zeitabläufe, um Vulkanausbrüche besser vorhersagen zu können. Vulkanologe Mauro Di Vito: “Wir wissen bei Vulkanen noch wenig über das Nachschubsystem: Wo das Magma gebildet wird, wie sich die Magmen entwickeln … Das finden wir mit Techniken wie Tomografie heraus, mit Röntgenaufnahmen, wie wie sie an unserem Köprer vornehmen, aber vor allem, indem wir das Gestein untersuchen.”

Die Untersuchung des Felsgesteins steht im Mittelpunkt des europäischen Forschungsprojekts. Die Wissenschaftler kombinieren dabei theoretische Modelle und Labortests.

Petrologe Diego Perugini von der Universität Perugia: “Ein Fels ist wie eine Uhr, die zum Zeitpunkt des Verbrechens stehenblieb. Er zeigt den Zeitpunkt des Vorfalls an. Und genau darum geht es bei Chronos: die zeitlichen Verläufe zu definieren, die das vulkanische System von der Ruhephase zur Aktivität gebracht haben.”



Da man die Eruption schlecht im Inneren untersuchen kann, starten die Forscher mit dem ausgeworfenen Material, Vulkangestein, und verfolgen dieses zurück auf den flüssigen Vorgänger, das Magma. Perugini: “Uns interessiert der Zeitpunkt, an dem neues Magma in der Magmakammer in der Tiefe des Vulkans eintrifft und sich mit dem dort vorhandenen Magma mischt. Das kann man vergleichen mit dem Mischen eines Cappuchinos: Je länger man den Kaffee mit der Milch verrührt, desto homogener wird die Mischung. Und dank dieser Information können wir in dem Gestein ablesen, wie viel Zeit vergangen ist zwischen dem Beginn des Mischungsprozesses und dem Beginn der Eruption.”



Um dies untersuchen zu können, hat das Team an der Universität von Perugia einen weltweit einzigartigen Magma-Mixer geschaffen, der Vulkangestein schmilzt und vermischt. Jedes Vulkansystem ist in seiner unterirdischen Mineralienzusammensetzung und Magma einzigartig. Nach dem Schmelzen und Mischen werden die physikalischen Eigenschaften des Magmas mit einem Viskosimeter untersucht, das die Viskosität bei hohen Temperaturen misst. Die Tests werden in unterschiedlichen Stadien des Schmelzprozesses durchgeführt, wodurch ein chronologischer Ablauf der chemischen und strukturellen Veränderungen erstellt werden kann.

Eine wichtige Erkenntnis der Forscher über die zeitlichen Abläufe: “Uns hat beeindruckt, dass zwischen dem Beginn des Mischungsprozesses und dem Beginn der Eruption etwa zwanzig bis dreißig Minuten liegen. Unsere statistische Analyse der letzten zweihundert mächtigsten Vulkanausbrüche auf diesem Planeten zeigte, dass dieser Vermischungsprozess in 99 Prozent der Fälle stattfindet”, erklärt Perugini.

Vulkanausbrüche sind immer noch schwer vorherzusagen. Je besser die inneren Vorgänge und zeitlichen Abläufe bei einer Eruption entschlüsselt sind, desto besser kann künftig der Katastrophenschutz reagieren.

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