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30. Oktober 2014, 20:35 Uhr

Messungen am Toba

Gigantische Magmaseen speisen den Supervulkan

Yellowstone, Toba oder die Phlegräischen Felder: Die Eruption eines Supervulkans wird kommen - nur wann? Forscher haben jetzt eine Methode entwickelt, wie sich die riesigen Magmamengen messen lassen, die sich im Untergrund bilden.

Hamburg/Potsdam - Die Explosion des Toba vor 74.000 Jahren war die heftigste der vergangenen zwei Millionen Jahre. Der Ascheschleier ließ Pflanzen verdorren, und zahlreiche Tiere gingen zugrunde. Die noch junge Menschheit erlebte ihre wohl schwersten Wochen.

Der Toba auf der indonesischen Insel Sumatra spie Schätzungen zufolge genügend Material, um damit den Mount Everest zweimal aufschütten zu können. Säuredämpfe vergifteten die Umwelt, Asche blockierte das Sonnenlicht, sie kühlte das Klima auf Jahre hin aus. Der Ausbruch hat die damals herrschende Eiszeit gravierend verschlimmert.

Etwa zwei Dutzend solcher Supervulkane schlummern unter den Kontinenten. Als Supervulkane werden Vulkane bezeichnet, die mit einer einzigen Eruption mehr als tausendmal so viel Material ausspucken können wie 1980 der Mount St. Helens in den USA.

Die beiden wohl bekanntesten Supervulkane - die Phlegräischen Felder bei Neapel und der Yellowstone-Park in den USA - verraten ihre gewaltigen Magmamengen nur durch heiße Quellen; sie haben keinen Bergkegel. Bei einer Eruption schießt die Lava hervor, der Boden stürzt ein. Ein Krater mit der Fläche einer Großstadt bleibt zurück.

In der Erdgeschichte kam es immer wieder zu Ausbrüchen von Supervulkanen. Der letzte ereignete sich vor rund 25.000 Jahren in Neuseeland. Die moderne Zivilisation hat bisher noch keinen mitbekommen. Sicher ist jedoch: Fände ein solcher Ausbruch heute statt, müsste die Menschheit Hungersnöte, Flüchtlingsströme und Wirtschaftskrisen verkraften.

Erdbebenwellen helfen bei der Suche

Jetzt zeigen Messungen, wo sich ihre gigantischen Magmavorräte sammeln. Mithilfe eines Netzes aus Erdbebensensoren sondierten Wissenschaftler um Christoph Sens-Schönfelder vom Helmholtz Zentrum Potsdam GFZ den Untergrund des Toba. Sie entdeckten Spuren der Magmaquelle des Ausbruchs vor 74.000 Jahren.

Dabei nutzten sie Signale von Erdbebenwellen. Diese durchlaufen den Planeten und geben Auskunft über das Erdinnere, denn sie verändern ihre Geschwindigkeit - je nachdem, welches Material sie passieren. Die Bilder des Untergrunds zeigen unter dem Toba eine verräterische Struktur.

Über eine Breite von mehr als 50 Kilometern liegen bis in sieben Kilometer Tiefe nur Trümmer des Ausbruchs. Darunter jedoch erstrecken sich ausgedehnte Platten aus magmahaltigem Gestein, regelrechte Riesenpfannkuchen, berichten die Forscher im Wissenschaftsmagazin "Science".

Bleibt Zeit für eine Warnung? Oder geht alles ganz schnell?

Ihre Schlussfolgerung: Vor der Supereruption des Toba vor 74.000 Jahren lagen die Magmapfannkuchen auch in den oberen sieben Kilometern. Offenbar wurde der Vulkangigant von einer Vielzahl unterirdischer Magmaseen gespeist. 2800 Kubikkilometer Magma hätten sich auf diese Weise nahe der Erdoberfläche gesammelt und seien schließlich explodiert - die Menge entspricht dem 2800-fachen des Mount St. Helen, immerhin eine der größten Eruptionen des 20. Jahrhunderts.

Offenbar würden sich die unterirdischen Magmaseen über Jahrmillionen allmählich füllen, meinen die Forscher. Die Erkenntnis könnte helfen, die Warnung vor Supervulkanausbrüchen verbessern, hoffen sie.

Allerdings könnte auch alles ganz schnell gehen, wie eine Studie vor gut zwei Jahren nahegelegt hat. Das Magma sammelt sich demnach nicht stetig, sondern strömt in Schüben nach oben: Ein Gutteil des Reservoirs eines Supervulkans füllt sich binnen Jahrzehnten.

Und selbst kurzfristig, innerhalb einiger Monate, könnten große Magmamengen nachströmen und letztlich den Ausbruch auslösen, berichtete die Forschergruppe um Timothy Druitt von der Blaise-Pascal-Universität im französischen Clermont-Ferrand.

Entsprechend kurz wäre die Vorwarnzeit.

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boj

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