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VULKANISMUS: Schwefel und Metalle blubbern nach oben

Bei Vulkanausbrüchen gelangen riesige Mengen an Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Das war bislang schwer zu erklären, denn schweflige Gesteinsschmelzen haben eine relativ hohe Dichte und sinken daher in Magmakammern nach unten, statt zur Oberfläche aufzusteigen. Manche Vulkanausbrüche setzen bis zu 100-mal mehr Schwefel frei, als zu erwarten wäre.

Geophysiker um James Mungall von der University of Toronto haben nun eine mögliche Erklärung dafür gefunden. Ihnen zufolge bilden sich in der Schmelze einer Magmakammer kleine Gasblasen, unter anderem aus Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff. Bei Temperaturen um 1200 Grad Celsius und Drücken von mehreren tausend Bar (mehreren 100 Megapascal) lagern sich Tröpfchen aus flüssigem Schwefel und verschiedenen Metallen an diese Blasen an. Steigen Letztere in der Schmelze auf, nehmen sie die Tröpfchen mit und befördern sie nach oben.

Die Forscher belegten ihre These in Laborexperimenten, indem sie schweflige und silikatische Schmelzen unter entsprechend hohen Drücken mit Hilfe der Röntgentomografie untersuchten. Auf den Schnittbildern sind die Gasblasen mit den angelagerten Tröpfchen deutlich zu erkennen. Mungall und seine Kollegen können mit ihrer These nicht nur erklären, warum Vulkanausbrüche mehr Schwefel freisetzen als erwartet, sondern auch, warum in der Nähe von Vulkanschloten oft oberflächennahe Erzlagerstätten zu finden sind: Diese entstehen aus den Metallen, die in den Tröpfchen enthalten sind.

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  • Quelle

Mungall, J. E. et al.: Transport of Metals and Sulphur in Magmas by Flotation of Sulphide Melt on Vapour Bubbles. In: Nature Geoscience 8, S. 216 – 219, 2015