Erdbeben fördern Vulkanausbrüche

NASA-Satelliten erlauben eine genauere Erforschung eines möglichen Zusammenhangs zwischen Erdbeben und Vulkanausbrüchen.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA. Vertont von Julian Schlund.

Erdbeben und vulkanische Aktivitäten sind Phänomene, die unstrittig ähnliche Ursachen haben. Meist bilden sich aus tektonischen Gründen Spannungen im Erdinnern, die sich schließlich in Erdbeben entladen. Erdbebengefährdete Regionen beherbergen gleichzeitig oft auch aktive Vulkane. Der Grund dafür sind die tektonischen Platten, die an ihren Rändern Spannungen aufbauen, indem sie sich gegenseitig überpflügen, (subduzieren). An diesen Subduktionszonen bildet die untergepflügte (subduzierte) Platte Schmelzen, die nach oben steigen.

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Merapi und Semeru speien nach einem Erdbeben im Mai 2006 vermehrt Feuer.
(Bild: NASA)

Wissenschaftler der NASA haben kürzlich aus dem All einen deutlichen Zusammenhang zwischen Erdbeben und vulkanischer Aktivität festgestellt. Dazu wurden die bekannten Vulkane der betroffenen Region direkt nach einem Erdbeben genau beobachtet. Dies ist möglich mithilfe der NASA-Erdbeobachtungssatelliten Terra und Aqua, die ständig nach Hitzequellen auf der Erde Ausschau halten, bei denen es sich neben Vulkanausbrüchen auch um Brände handeln kann. Dazu wird das Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) verwendet, das sich an Bord beider Satelliten befindet.

Genauer untersucht wurden die Auswirkungen eines Erdbebens auf der indonesischen Insel Java, die in einem seismisch hochaktiven Gebiet liegt. Im Mai 2006 wurden hier an drei aufeinander folgenden Tagen schwere Erdstöße registriert, alle um 6,4 Magnituden auf der Richter-Skala. Daraufhin konnten die NASA-Wissenschaftler eine neun Tage andauernde erhöhte vulkanischen Aktivität feststellen.
“Während dieses Zeitraums konnten wir klar zeigen, dass das Erdbeben nicht nur größere Hitzeemissionen der Vulkane sondern auch vermehrte Lavaeruptionen ausgelöst hatte, die höher waren als vorangegangene Eruptionen”, sagte Andrew Harris von der Universität von Hawaii.

Die beiden betroffenen Vulkane Merapi und Semeru befinden sich 50 Kilometer nördlich bzw. 280 Kilometer südlich des Epizentrums des Bebens. Damit gehen die Forscher davon aus, dass die seismischen Wellen des Erdbebens ausgereicht haben, in den Magmakammern der Vulkane wie eine Pumpe geschmolzenes Material nach oben zu befördern und damit die normale Eruptionsrate zu erhöhen. “Die Reaktionen von Merapi und Semeru hinkten dem Erdbeben rund drei Tage hinterher. Dies könnte die Zeit widerspiegeln, die nötig war, um das zähflüssige Magma zu den Schloten zu transportieren”, sagte Harris.

Jedoch ist Vorsicht geboten, denn eine zuverlässige Vorhersage von Vulkanausbrüchen ist mit der Erkenntnis, dass ein Zusammenhang zwischen Erdbeben und vulkanischer Aktivität besteht, noch nicht gewonnen. Immerhin ist der Hauptgrund für große Eruptionen ein hoher Druck in der Magmakammer, die durch nachströmendes zähflüssiges Material aus der Tiefe gespeist wird. Die “seismische Pumpe” kann hier nur als Katalysator wirken. Zudem weisen die NASA-Forscher darauf hin, dass Erdbeben zwar die Ausbruchsstärke regionaler Vulkane beeinflusst, eine zuverlässige Vorhersage von Ausbrüchen aber nicht immer möglich ist. Auch die relativ kurze erhöhte Aktivität wenige Tage nach dem Erdbeben auf Java, macht weitere Untersuchungen dieser Art nötig, bevor genauere Aussagen über zukünftige Vulkanausbrüche möglich sind.

Dennoch sind die Wissenschaftler zuversichtlich. Immerhin ist es erst durch die seit wenigen Jahren verfügbaren hochempfindlichen Wärmesensoren der NASA-Erdbeobachtungssatelliten möglich, eine Karte der globalen Wärmequellen zu erstellen. Die Forscher wollen nun erst einmal die Daten des Instruments MODIS auswerten, die bis ins Jahr 2000 zurückreichen und Zusammenhänge zu aufgezeichnten Erdbeben suchen.

Eine bessere Vorhersage von Vulkanausbrüchen weckt derweil nicht nur akademisches Interesse. Immerhin gehört gerade der angesprochene Vulkan Merapi zu den weltweit gefährlichsten Vulkanen. Er wird als plinianischer Vulkan von einem sauren (d.h. SiO2-reichen) Magma gespeist, das dadurch sehr zähflüssig ist. Es muss sich ein gewaltiger Druck anstauen, bevor es zu einem Ausbruch kommen kann. Der Vulkantyp ist nach dem römischen Naturforscher Plinius d.Ä. benannt, der 79 n.Chr. beim Ausbruch des Vesuv ums Leben kam, bei dem die römische Stadt Pompeji vollkommen mit Asche bedeckt wurde. Es gilt, den Indonesiern rund um den Merapi ein ähnliches Schicksal zu ersparen. Allein in der Stadt Yogyakarta, 35 Kilometer südlich des Vulkans, leben mehr als drei Millionen Menschen.

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