Forscher der Universität von Oxford erklärten kürzlich, dass ein Supervulkan innerhalb von Tagen spontan ausbrechen könne und dass Erdbeben und Bodenhebungen damit nichts zu tun hätten: http://www.spektrum.de/news/europas-supervulkan-kann-ohne-vorwarnung-explodieren/1398142?_ga=1.83346838.1422110834.1454667331

Wie ist das zu verstehen?
Bisher ging man davon aus, dass die Sättigung des Magmas mit Gasen (Kohlendioxid, Wasserdampf) lange vor einer Eruption geschieht und es durch die Ausgasung zu Bodenhebungen vor dem Ausbruch kommt oder zu Erdbeben, wenn sich mit dem Volumen die Magmakammer ausdehnt.
Nach den Forschern aus Oxford sättigt sich das Magma jedoch nicht bereits Jahre vor der Eruption, sondern relativ spontan innerhalb von Tagen. Die entstehenden Gasblasen führten zur Eruption, ohne dass sich Erdbeben oder Bodenhebungen feststellen lassen.

Lava (= an die Erdoberfläche ausgetretenes Magma) beim Vulkan Kilauea auf Hawaii, 2011, © <a target="_blank" href="https://www.flickr.com/photos/dexxus/5491134733">paul bica auf flickr.com</a>, Lizenz: <a target="_blank" href="https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/">CC BY 2.0</a>
Lava (= an die Erdoberfläche ausgetretenes Magma) beim Vulkan Kilauea auf Hawaii, 2011, © paul bica auf flickr.com, Lizenz: CC BY 2.0

Hinterfragt man diese Argumente statt sie unreflektiert abzubilden, so muss man konstatieren, dass das natürlich totaler Blödsinn ist. Und auch einen Kern Wahrheit beinhaltet. Die Wahrheit ist oftmals nicht so einfach zu ergründen oder (zweite Möglichkeit) die journalistischen Artikel stellen die komplexen Forschungen sehr vereinfacht und letztlich falsch dar.

Wissen muss man nämlich beim ganzen Fragekomplex um den Eruptionsmechanismus und die Gefährdung durch Vulkane, dass in der Wissenschaft hier ein jahrzehntelanger Streit schwelt. Auf der einen Seite stehen die Vulkanologen, die Gasmessungen als sicherste Methode der Voraussage eines Vulkanausbruchs betrachten. Auf der anderen Seite argumentieren die Anhänger von Erdbebenanalytikern, dass sogenannte „Long period events“ (auch B-Typ) genannt, auf Magmafluss und/oder Gasaustritt hindeuten und einer Eruption vorausgehen.
Der Kampf beider Anschauungen hat sogar zu Todesopfern geführt, wie wir sehen werden.

Was sind „Long period events“ bei vulkanischen Erdbeben?

Die seismologisch aufgezeichneten Erdbebensignale können bei der Prognose helfen, ob ein Vulkan ausbricht. Waren bis in die 1990er Jahre verschiedene Erdbebensignale bekannt (Spannungserdbeben wenn sich der Druck zwischen zwei Kontinentalplatten abbaut bis hin zu höher oder tiefer gelegenen Erdbeben), so fand der amerikanische Geologe Bernard Chouet heraus, dass es ein Signal gibt, das bisher immer vernachlässigt wurde. Er nannte es „Long period event“, also etwa „Langperiodisches Ereignis“.

Verschiedene seismologische Erbebensignale bei Vulkanen: 1. Tektonisches Spannungsbeben, 2. Erbeben in geringer Tiefe, 3. Erdbeben direkt unter der Erdoberfläche, 4. Harmonischer Tremor ähnlich einem "long period event"
Verschiedene seismologische Erbebensignale bei Vulkanen: 1. Tektonisches Spannungsbeben, 2. Erbeben in geringer Tiefe, 3. Erdbeben direkt unter der Erdoberfläche, 4. Harmonischer Tremor ähnlich einem „long period event“ (das Einzelsignal ist nur in höherer Auflösung sichtbar, oft überlagern sich auch Signale und sind für Laien kaum identifizierbar)

Kurz gesagt entspricht das Signal dem von Musikvibrationen, wie sie beispielsweise in einer Kirchen-Orgel vorkommen. Es bedurfte da schon eines genialen Geistes, um solche Verbindungen aufzudecken, der über den Horizont blickt und Parallelen aufdeckt, die von Normalsterblichen wohl kaum entdeckt worden wären.

In einer Kirchenorgel bläst unter Druck stehende Luft in die Orgelpfeifen und erzeugt so die Musiktöne. Ebenso geschieht dies bei Vulkanen: Das Tunnelsystem unter einem Vulkan ist ähnlich wie das einer Orgel – Hohlräume, die teilweise mit Magma gefüllt sind. Steigt das Magma plötzlich auf und bahnt sich einen neuen Weg, indem es Felsgestein aufschmilzt und dieses auch bricht, entsteht das „long period event“-Signal, das wie ein Orgelpfeifenton anschwillt, anhält und langsam wieder leiser wird. Es ist das Zeichen, dass gesättigtes Magma aufsteigt und ein Ausbruch bevorsteht (vor allem wenn die Signale immer schneller aufeinander folgen). Der Vulkan, so könnte man assoziieren, „singt“ oder „schreit“ also vor einem Ausbruch.

Die Forschungen von Bernard Chouet wurden in akademischer Arroganz am 20. Januar 1993 von Stanley N. Williams bewußt ignoriert, als es um die Entscheidung ging, ob er mit einigen Kollegen nach einer Vulkanologen-Konferenz den kolumbianischen Vulkan Galeras in einer Exkursion besteigen sollte. Als Vertreter der Gasmessungsmethode zeigten Williams‘ Instrumente im Vorfeld, dass keine Steigerung der Gasemission zu verzeichnen war und er fest überzeugt war, dass der Vulkan nicht ausbrechen würde – obwohl Chouet (der nicht selbst bei der Konferenz war) via Telefon darauf hingewiesen hatte, dass die Erdbebentätigkeit des Vulkans long period events gezeigt hatte.

Williams ignorierte dies, um zu beweisen, dass seine Methode der Gasmessung sicherer sei. Das Ergebnis: Der Vulkan Galeras brach aus, als sich die Forscher im Krater befanden. Die meisten fanden den Tod, nur Stanley N. Williams überlebte schwer verletzt …

Signal, das einem Long period event ähnelt: allmähliche Steigerung, Emittierung des Signals beim Bruch von Felsgestein durch Magmaaufstieg und allmähliches Ausklingen, das sehr lange dauert (noch weit länger als in diesem abgeschnittenen Signal) ähnlich einem Ton, der langsam ausklingt
Signal, das einem Long period event ähnelt: allmähliche Steigerung, Emittierung des Signals beim Bruch von Felsgestein durch Magmaaufstieg und allmähliches Ausklingen, das sehr lange dauert (noch weit länger als in diesem abgeschnittenen Signal) ähnlich einem Ton, der langsam ausklingt

Halten wir also fest: Die Analyse von seismologischen Signalen der Vulkane bei Erdbeben kann und muss als zusätzliche Information zur Prognose von Vulkanausbrüchen unbedingt berücksichtigt werden. Es geht also im Grunde nicht um eine Wettkampfentscheidung „Entweder, oder“, sondern um die Erkenntnis, dass sowohl Gasemissionsmessungen wie auch die Analyse von seismischen Signalen zur Prognose „im Team“ dienlich ist.

Spontanausbruch ohne Anzeichen oder langfristige Vorwarnzeit?

Kommen wir wieder zurück zur Ausgangsfrage und den Ergebnissen der Forscher aus Oxford. Wer hat also nun recht? Beide!
Es ist sicher nicht unwichtig, dass den Forschern anhand von vulkanischem Eruptionsmaterial der Nachweis gelang, dass die Sättigung des Magmas mit Gas sehr rasch erfolgen kann und eine anschließende Eruption, bei der der Druck sich ein Ventil sucht, ebenso schnell erfolgen kann.

Ausbruch des Calbuco in Chile 2015. Eruptionssäule mit Blitzen durch unterschiedliche Ionisation innerhalb der Asche- und Lavasäule.
Ausbruch des Calbuco in Chile 2015. Eruptionssäule mit Blitzen durch unterschiedliche Ionisation innerhalb der Asche- und Lavasäule.

Aber natürlich muss das Gas ja auch irgendwo herkommen. Üblicherweise ist es so, dass die Magmakammer Zufluss von weiterem Magma erhält. Eine solche Intrusion von weiterem Magma erhöht den Gasgehalt, da auf dem Weg das Magma Gase aus dem Gestein aufnimmt, wenn es durch seine Hitze das Gestein verflüssigt und aufbricht.
Dieses Aufbrechen zeigt sich jedoch in Form von Erdbeben und eben jenen harmonischen Tremorerscheinungen in Form der beschriebenen „long period events“, die somit natürlich deutlich vor einer festzustellenden Ausgasung an der Vulkanoberfläche von einer bevorstehenden Eruption künden.

Man sieht an diesem Beispiel, dass falsche Scheu vor wissenschaftlichen „Entdeckungen“ in journalistischen Artikeln nicht unbedingt zur Wahrheit, sondern nur zu Teilbereichen der Wahrheit führt – vielleicht auch, weil Forscher sich in einem Wettstreit befinden und manchmal weniger die wissenschaftliche Wahrheit als doch das Säbelrasseln ihrer Forschung im Sinn haben. Letztlich geht es natürlich auch um Forschungsgelder und wer brav und ehrlich seine Arbeit im stillen Kämmerlein verrichtet, hat hier leider manchmal das Nachsehen.

Am Ende ist es ratsam, wenn man alle Aspekte betrachtet und die Summe der Ergebnisse lieber als Team berücksichtigt, statt sich zu bekämpfen. Long period events haben sich als unerläßlicher und sicherer Vorbote von Eruptionen erwiesen. Die neuen Erkenntnisse von gasübersättigtem Magma widersprechen dem nicht, sondern fügen dem Mosaik ein weiteres, wichtiges Puzzleteil hinzu mit dem Ergebnis, dass die äußerst schwierige Prognose von bevorstehenden Eruptionen exakter wird und damit am Ende möglicherweise Menschenleben gerettet werden können. Und dies sollte letztlich das entscheidende Kriterium sein.

"Nur" eine Eruption VEI 6: Pinatubo 1991
„Nur“ eine Eruption VEI 6: Pinatubo 1991

Die Ergebnisse der Forscher aus Oxford zeigen und belegen jedoch, warum trotz aller Technik es immer wieder zu völlig überraschenden Vulkanausbrüchen kommen kann, wenn vermeintlich „inaktive“ Vulkane mit einer für Menschen lebensbedrohlichen Urgewalt eruptieren. So galt auch der Mount St. Helens in den USA nach dem letzten Ausbruch 1480 als inaktiv und nichts sprach für eine bevorstehende Eruption. Lediglich ein Fachbuch spekulierte in den späten 1970er Jahren über einen „wahrscheinlichen“ Ausbruch innerhalb der nächsten Jahre. Im Jahre 1980 brach der Vulkan aus und sorgte für eine der größten Eruptionen des 20. Jahrhunderts …

Auch ein Supervulkanausbruch ist daher spontan zwar immer möglich, aber (und das vergisst der Laie zumeist) eben auch zeitlich einfach unwahrscheinlich. Dass ein Supervulkan innerhalb von Millionen Jahren ausbricht, ist sicher. Dass er innerhalb von 10.000 Jahren ausbricht, ist mit einer „Wahrscheinlichkeitsquote“ von 1 zu 2 Milliarden schon einmal deutlich unwahrscheinlicher als ein Lotto-Jackpot und wann haben Sie das letzte Mal den Jackpot geknackt? Eben.
Dass ein Supervulkan im nächsten Jahr ausbricht – die Quote möchten Sie gar nicht wissen! Doch? Na gut: 1 zu 20 Billionen für diese Form eines mehr oder weniger Weltuntergangs (Buchtipp: Exit Mundi – Die besten Weltuntergänge*).

Und selbst wenn man diese zugegeben ultrakonservative Rechnung zu einer Annahme reduziert, dass jedes Jahr die Chance auf einen „großen Ausbruch“ (damit ist allerdings nicht nur ein Supervulkan gemeint = VEI 8, sondern auch Eruptionen mit VEI 7, die deutlich häufiger sind) auf 1 zu 700.000 beziffert, dürfte klar sein, dass die Chance, dass wir selbst Zeuge eines Supervulkanausbruchs werden, verschwindend gering ist – ob man das in einer Klimakatastrophe nun positiv oder doch eher negativ bewerten mag. Wer sieht, dass eine 300 Grad heiße Aschewolke mit 200 km/h auf einen zurast (sog. „pyroklastischer Strom“, der einst auch in Pompeiji in der Antike alles Leben auslöschte), neigt letztlich doch eher zu einer pessimistischen Sichtweise (hier bei einem Ausbruch des japanischen Unzen-Vulkans. Die panische Reaktion des Zeugen im Video ist begründet, er befindet sich in Lebensgefahr):





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Empfehlung: Wissenschaftlich korrekter, hervorragender Spielfilm über den Verlauf eines möglichen Ausbruchs des Supervulkans Yellowstone in den USA: „Supervulkan“* (schon dutzend mal gesehen, einzige Möglichkeit, wie man einen echten Supervulkanausbruch heutzutage erleben kann im Stil eines dokumentarischen Films):