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Campi Flegrei: Simulation sieht Europas Supervulkan erwachen

Modelle zeigen, dass das Magma den größten Teil seines Wasserdampfes an einem kritischen Punkt freisetzt. Mit potenziell dramatischen Folgen.
Dampfschwaden steigen von einem Hang aus dunklem vulkanischen Gestein auf

Nach einem Computermodell des italienischen Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie nähert sich Europas größter aktiver Vulkan, die Campi-Flegrei-Caldera bei Neapel, einer Phase neuer Aktivität. Das Team um den Geophysiker Giovanni Chiodini simuliert am Rechner, was passiert, wenn in einem Vulkan Magma auf ein großes System heißer Quellen trifft. Demnach sei das aufsteigende Magma der Campi-Flegrei-Caldera nahe einem kritischen Punkt, an dem das Magma recht kurzfristig große Mengen Wasserdampf in das Hydrothermalsystem abgibt. Dadurch heizt sich das Gestein über dem Magma stark auf, wird gedehnt und destabilisiert; in der Simulation bricht der Vulkan dann aus. Allerdings ist unklar, inwieweit das Modell das Verhalten des Vulkans korrekt wiedergibt – es ist nicht darauf ausgelegt, Ausbrüche konkret vorherzusagen, warnt die Arbeitsgruppe.

Seit Jahrzehnten schon fällt die über 150 Quadratkilometer große Caldera direkt am Stadtrand von Neapel durch zunehmende Aktivität auf. Landhebungen seit den 1980er Jahren und veränderte Zusammensetzung der aus dem Quellensystem austretenden Gase deuten auf aufsteigendes Magma hin. Ob allerdings diese zunehmende Aktivität einen Ausbruch ankündigt oder nur eine vorübergehende Phase ist, darüber streiten Fachleute – das Wechselspiel zwischen Magma und dem darüberliegenden Gestein ist bei so komplexen Vulkanen wie den Campi Flegrei noch kaum durchschaut. Das Team um Chiodini berechnete nun das Verhalten der im Magma gelösten Gase, um dem Verhalten des Vulkans auf die Spur zu kommen.

Die beiden wichtigsten Gase sind Kohlendioxid und Wasserdampf. Und beide unterscheiden sich stark in ihrem Verhalten: Während das Kohlendioxid schwer löslich ist und schon in größeren Tiefen nach und nach aus dem Magma ausperlt, wird das Wasser erst im oberen Teil der Magmakammer beim so genannten kritischen Entgasungsdruck abrupt in großen Mengen frei gesetzt. Zusätzlich hat Wasserdampf eine hohe Wärmekapazität und gibt deswegen viel Energie an den Gesteinsdeckel über dem Magma ab. Dadurch steigt der Druck im Hydrothermalsystem, der Boden wölbt sich auf und das Gestein wird heißer. Ab einem gewissen Punkt nimmt der Druck des Magmas überhand, und der Vulkan bricht aus. Beim Vergleich ihrer Simulation mit den Landhebungen am realen Vulkan fand die Arbeitsgruppe einige Parallelen; Chiodini warnt jedoch davor, daraus auf einen unmittelbar bevorstehenden Ausbruch zu schließen.

51/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 51/2016

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