Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, mit der sich das Innere eines Vulkans mit bisher nie dagewesener Auflösung untersuchen lässt. Dabei handelt es sich, um eine vielversprechende neue Beobachtungsmöglichkeit für die Vulkanologie und ein wichtiges Werkzeug für die Vorhersage von Ausbrüchen.

Untersuchung vom Inneren des Vulkans

Vulkane bestehen aus einer komplexen Anordnung von Gestein sowie Flüssigkeits- und Gaseinschlüssen. Diese sind so heterogen, dass ihre Abbildung sehr kompliziert ist. Dabei ist es eine genaue Untersuchung des Magmadrucks und der Magmainflation für eine bessere Prognose von Vulkanausbrüchen notwendig.

Denn „das Verständnis der tiefen Magmaspeicherung ist für die Gefahrenbewertung von entscheidender Bedeutung,“ heißt es in einem kürzlich im Fachmagazin Communications Earth & Environment erschienen Studie. Die Autor*innen präsentieren darin eine neue Methode, die dieses Problem lösen soll. Tatsächlich konnte damit das Innere eines Vulkans bis zu einer Tiefe von zehn Kilometern genau untersucht werden.

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„einzigartiger Blickwinkel auf Vulkane“

Die Ergebnisse wurden am Vulkan La Soufrière in Guadeloupe erzielt. In geringer Tiefe zeigt die Passivmatrix-Abbildung zunächst die gewundene Form des Vulkanschlots. In mehr als 5 km Tiefe bestätigen sie die Existenz einer großen Magmaspeicherzone und ihre Anordnung in einem Netzwerk miteinander verbundener horizontaler Magmalinsen.

„Neben der Bestätigung früherer in der Literatur vorgeschlagener konzeptioneller Modelle bieten solche Bilder einen einzigartigen Blickwinkel auf Vulkane. Dies könnte das Gebiet der Vulkanologie revolutionieren,“ heißt es in einer offiziellen Pressemitteilung des Institut de Physique du Globe de Paris.

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So gingen die Wissenschaftler*innen vor

Um diese Aufnahmen erstellen zu können, haben die Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit dem Vulkanologischen und Seismologischen Observatorium von Guadeloupe ein dichtes Netz von Geophonen installiert. Diese erfassen nicht nur die starken Erschütterungen von Erdbeben. Sondern auch das seismische Rauschen, das durch Wind, Meer und menschliche Aktivitäten verursacht wird. Dieses Rauschen wurde über einen Zeitraum von zwei Monaten gemessen. Daraus konstruierten die Wissenschaftler*inen eine Reflexionsmatrix.

Diese Matrix-Bildgebungstechnik soll sich auf jeden Vulkan anwenden lassen. Zumindest solange an diesem ein dichtes Netzwerk von Geophonen installiert wird. „Es eröffnet ein weites Anwendungsfeld in der Vulkanologie und ermöglicht ein besseres Verständnis der inneren Struktur von Vulkanen und der Magmabewegungen in der Tiefe, sodass Vulkanausbrüche besser vorhergesehen werden können,“ so die Forscher*innen.

Quellen: Institut de Physique du Globe de Paris, „Matrix imaging as a tool for high-resolution monitoring of deep volcanic plumbing systems with seismic noise“ (Communications Earth & Environment 2024)

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