Wissenschaftler haben mithilfe der Tomographie-Analyse von 17.345 Mikroerdbeben nach dem Ausbruch des Cumbre Vieja auf La Palma eine dreidimensionale Karte des Vulkans erstellt. Diese bahnbrechende Arbeit wird helfen, zukünftige Risiken in anderen vulkanischen Regionen zu verhindern.
In diesem Monat veröffentlicht die Zeitschrift Geophysical Research Letters eine Studie, die vom italienischen Nationalen Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV) und dem Vulkanologie-Institut der Kanarischen Inseln (Involcan) geleitet wird. Die Studie untersucht die internen Strukturen des Vulkans, die sich ab dem 19. September 2021 im Aridane-Tal zu bilden begannen.
„Es war eine einzigartige Gelegenheit, einen neu entstandenen Vulkan zu beobachten, während seine inneren Strukturen noch glühend und aktiv sind“, erklärte Luca D’Auria, Direktor der Vulkanüberwachung bei Involcan, in einer von INGV in Italien veröffentlichten Erklärung.
Seismische Tomographie enthüllt Vulkangeheimnisse
Die Studie nutzte seismische Tomographie-Ressourcen, die auf die während dieser Tage aufgezeichneten Erdbeben angewendet wurden. So konnte ein dreidimensionales Bild der ersten 1.500 Meter unter dem Vulkan rekonstruiert werden, basierend auf Daten eines Netzes von 17 temporären seismischen Stationen, die unmittelbar nach dem Ausbruch um den Kegel installiert wurden.
Diese Instrumente zeichneten Tausende von Mikroseismen auf, die durch thermische Kontraktionsprozesse und die Bewegung von Gasen, die aus abkühlendem Magma freigesetzt wurden, über einen Zeitraum von neun Monaten erzeugt wurden.
„Dank künstlicher Intelligenz konnten wir mehr als 17.000 Mikroseismen analysieren und die nützlichen seismischen Wellen automatisch unterscheiden“, erklärten die Forscher.
Forschung zeigt neue Erkenntnisse über Cumbre Vieja
Mit all diesen Informationen konnten sie die Geschwindigkeitsmuster der verschiedenen seismischen Wellen und ihre Beziehungen analysieren. Diese Messungen sind von besonderem Interesse, da sie einen hervorragenden Indikator für Temperatur und Flüssigkeitspräsenz bieten.
Die Ergebnisse zeigen, dass in den flachen Bereichen die analysierte Beziehung niedrig ist, was auf poröse Gesteine hinweist, die mit Gas oder Dampf gesättigt sind. In größeren Tiefen steigt der Wert jedoch an, was auf das Vorhandensein von flüssigen Flüssigkeiten hindeutet.
„Diese Variation zeigt uns, wie Druck den Zustand der Flüssigkeiten im Inneren des Vulkans beeinflusst: In der Tiefe bleiben sie flüssig, während sie weiter oben in einen gasförmigen Zustand übergehen“, erklärt Sergio Gammaldi, Forscher am Vesuv-Observatorium des INGV.
Neue Erkenntnisse über den Magmafluss
Die Studie ermöglichte auch die Identifizierung des Haupt-Magmakanals, der Bruchstelle, durch die Lava und Gas während des Vulkanausbruchs aufstiegen.
Das Bild, das aus den Tiefen des Cumbre Vieja gewonnen wurde, umfasst ein Volumen von 15,62 km³ (entspricht einem Würfel mit einer Kantenlänge von 2,5 Kilometern) und ist das erste, das von einem kürzlich entstandenen monogenetischen Vulkan erreicht wurde.
Die Ergebnisse unterstreichen die schnelle Entwicklung des hydrothermalen Systems mit unterirdischem Wasser und Gas eines jungen Vulkans und liefern wertvolle Informationen für die Vorhersage und Überwachung zukünftiger Ausbrüche, nicht nur auf La Palma, sondern auch in anderen Gebieten mit ähnlicher vulkanischer Aktivität, betonten die Forscher.
„Einen neu entstandenen Vulkan von innen zu studieren, ist nicht nur eine wissenschaftliche Herausforderung: Es erhöht auch unsere Fähigkeit, Risiken in von Millionen Menschen besiedelten Gebieten zu verhindern“, schließt D’Auria.
