Japans Kikai-Supervulkan füllt sein Magmareservoir wieder auf, zeigt Studie
Einer der mächtigsten Supervulkane der Erde füllt Tausende von Jahren nach einem gewaltigen Ausbruch langsam sein unterirdisches Magmareservoir wieder auf, berichten Forscher der Universität Kobe. Seismische Untersuchungen unter der japanischen Kikai-Caldera, die vor etwa 7.300 Jahren ausbrach, ergaben Hinweise darauf, dass sich dort frisches Magma ansammelt. Die Studie erscheint in Communications Earth & Environment.
Warum Kikai ein nützliches Labor ist
Manche Eruptionen setzen so viel Magma frei, dass das Gestein über dem geleerten Reservoir einstürzt und eine breite, flache Senke hinterlässt, die Caldera genannt wird. Yellowstone in den Vereinigten Staaten, Toba in Indonesien und Kikai sind Beispiele. Kikais letzter gewaltiger Ausbruch vor etwa 7.300 Jahren war die größte bekannte Vulkaneruption des Holozäns, der Epoche, die vor rund 11.700 Jahren begann. Das freigesetzte Magma hätte ausgereicht, um den Central Park in New York unter einer etwa 12 Kilometer (7,5 Meilen) dicken Schicht zu begraben.
Wissenschaftler wissen, dass riesige Calderavulkane mehr als einmal ausbrechen können, verstehen aber kaum, wie sich so große Magmamengen ansammeln, was künftige Ausbrüche schwer vorhersehbar macht. „Wir müssen verstehen, wie sich so große Magmamengen ansammeln können, um zu verstehen, wie gewaltige Calderaeruptionen zustande kommen“, sagt der Geophysiker Nobukazu Seama von der Universität Kobe. Der größte Teil von Kikai liegt unter dem Meer, was sich als Vorteil erweist: „Die Lage unter Wasser ermöglicht uns systematische, großflächige Untersuchungen“, erklärt Seama.
Der Kruste lauschen
Gemeinsam mit der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) schickte das Team mit Airgun-Arrays seismische Impulse durch die Kruste unter dem Meeresboden. Sogenannte Ozeanbodenseismometer zeichneten auf, wie sich die Wellen ausbreiteten. Seismische Wellen bewegen sich durch festes Gestein anders als durch Bereiche mit geschmolzenem Material, sodass die Aufzeichnungen Strukturen sichtbar machen, die sich nicht direkt beobachten lassen.
Die Analyse ergab eine beträchtliche Region mit einem hohen Magmaanteil direkt unter der Stelle des 7.300 Jahre alten Ausbruchs. Ihre Lage und Ausdehnung deuten darauf hin, dass es sich um dasselbe Magmaspeichersystem handelt, das an diesem Ausbruch beteiligt war. „Aufgrund ihrer Ausdehnung und Lage ist klar, dass es sich tatsächlich um dasselbe Magmareservoir wie beim vorherigen Ausbruch handelt“, sagt Seama.
Neues Magma, keine Überreste
Frühere Arbeiten hatten ergeben, dass nahe dem Zentrum der Caldera seit etwa 3.900 Jahren ein Lavadom wächst, und chemische Analysen zeigten, dass das Material des Doms und anderer jüngerer Aktivität in seiner Zusammensetzung von dem abweicht, was der gewaltige Ausbruch freisetzte. Das legt nahe, dass das jetzt unter dem Dom gespeicherte Magma aus neuen Zuflüssen geschmolzenen Gesteins aus tieferen Teilen der Kruste oder des Mantels stammt und nicht von dem Ausbruch übrig geblieben ist. „Das bedeutet, dass das Magma, das sich jetzt im Magmareservoir unter dem Lavadom befindet, wahrscheinlich neu injiziertes Magma ist“, fasst Seama zusammen.
Folgen für andere Supervulkane
Die Forscher sagen, dieses Wiederzufuhrmodell stimme mit den großen, flachen Magmareservoirs unter anderen riesigen Calderen wie Yellowstone und Toba überein. Die Wiederauffüllung bedeutet nicht, dass ein weiterer katastrophaler Ausbruch unmittelbar bevorsteht; sie zeigt, wie ein Reservoir über Tausende von Jahren wieder aufgebaut werden kann, was Wissenschaftler verstehen müssen, bevor sie das langfristige Verhalten von Supervulkanen beurteilen können.
Das Team möchte nun seine seismischen Methoden verfeinern, um Bewegung und Speicherung von Magma genauer zu untersuchen. „Unser Endziel ist es, die entscheidenden Indikatoren künftiger gewaltiger Ausbrüche besser überwachen zu können“, sagt Seama. Die Arbeit wurde vom japanischen Bildungsministerium (MEXT) und der Japan Society for the Promotion of Science gefördert.
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