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Auf den Spuren eines der größten explosiven Vulkanausbrüche

Eine Studie über vulkanische Ablagerungen in dänischen Sedimenten hat kürzlich ergeben, dass vor 55 Millionen Jahren mitten im Nordatlantik ein gigantischer explosiver Ausbruch stattgefunden hat, der eine gewaltige Menge an Asche in die Atmosphäre schleuderte. Dabei handelte es sich um eine der stärksten explosiven Eruptionen, die bis heute bekannt und dokumentiert sind.

Es ist allgemein bekannt, dass es verschiedene Typen von Vulkanen gibt und diese sehr unterschiedliche Ausbruchsstile haben können. Es gibt zwei große Arten von Vulkanausbrüchen: die sogenannten effusiven Eruptionen und die sogenannten explosiven Eruptionen.

Zusammensetzung der Lava und Eruptionsstile

Diese Vielfalt hängt mit der chemischen Zusammensetzung der Magmen zusammen, insbesondere mit ihrem Kieselsäuregehalt. Magmen mit geringem Kieselsäuregehalt sind relativ dünnflüssig und produzieren große Lavaströme, die typisch für effusive Vulkane sind. Sie werden auch als “basaltisch” bezeichnet. Der Ätna ist ein bekanntes Beispiel dafür.

definition von vulkanausbruchen 300x169 - Auf den Spuren eines der größten explosiven VulkanausbrücheIm Gegensatz dazu verhalten sich kieselsäurereiche Magmen eher zähflüssig. Die in der Lava enthaltenen Gase können schwerer entweichen, wodurch ein Überdruck entsteht. Dieser führt zu einer Explosion, bei der große Mengen an Asche und vulkanischen Trümmern in die Atmosphäre geschleudert werden. Dies ist beim Montagne Pelée auf den Antillen der Fall. Diese Art von Vulkan ist besonders gefährlich im Vergleich zu den leichter vorhersehbaren effusiven Basaltvulkanen.

Es gibt jedoch eine Ausnahme: Wenn Basaltlava plötzlich mit Wasser in Berührung kommt, kann es zu einer explosiven Reaktion kommen. Man spricht dann von einem hydromagmatischen explosiven Ausbruch. Ein Beispiel aus jüngster Zeit ist der mittlerweile bekannte Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull im Jahr 2010, der eine Aschefahne produzierte, die den Flugverkehr über ganz Europa für mehrere Tage beeinträchtigte.

Die explosive Natur dieses Ausbruchs und die große Menge an Asche in der Aschefahne wurden durch die Wechselwirkung zwischen Magma und dem Wasser des Gletschers, der den Vulkan bedeckt, verursacht.

Ein großer hydromagmatischer Ausbruch vor 55 Millionen Jahren

In einer aktuellen Studie untersuchten die Geologen Ella Stokke und Morgan Jones von der Universität Oslo Ascheschichten von basaltischen Vulkanausbrüchen, die in freiliegenden Sedimenten auf der Insel Fur im Norden Dänemarks konserviert wurden. Diese sehr dicken (bis zu 16 Zentimeter) vulkanischen Ablagerungen, die auf 55 Millionen Jahre datiert werden, enthalten alle physikalisch-chemischen Merkmale, die sie mit explosivem Vulkanismus vom hydromagmatischen Typ in Verbindung bringen.

Diese Asche scheint bei einem Eruptionsereignis entstanden zu sein, das mit der Nordatlantischen Igneous-Provinz in Verbindung gebracht wird. Diese Magmaprovinz bedeckt eine Fläche von schätzungsweise 1,3 Millionen Quadratkilometern im Nordatlantik und soll zwischen 60,5 und 54,5 Millionen Jahren aktiv gewesen sein. Infolge der Öffnung des Atlantiks und der Trennung der Kontinentalplatten sind die Relikte dieser riesigen Magmaprovinz heute in den Bergen im Nordwesten Schottlands, auf den Färöer-Inseln und in Ostgrönland zu finden.

Zum Zeitpunkt des Ausbruchs war die vulkanische Quelle mehr als 700 Kilometer vom heutigen Dänemark entfernt, wo die Ablagerungen der Aschefahne gefunden wurden. Numerische Simulationen zeigen, dass die Aschefahne somit eine Höhe von 30 Kilometern erreicht haben muss, damit sich die Asche über eine so große Entfernung ablagern konnte. Dies wäre bei weitem die größte hydromagmatische explosive Eruption, die aus einem Basaltvulkanismus hervorgegangen ist. Die einzigen anderen bekannten Eruptionen, bei denen so große Aschemengen über eine solche Entfernung transportiert werden konnten, stehen alle im Zusammenhang mit Ausbrüchen von kieselsäurereicher Lava, wie die des Yellowstone-Vulkans (USA) und die des Toba-Vulkans (Indonesien).

Die Forscher schätzen, dass der Ausbruch, der die in Dänemark ausgestellten Aschemengen erzeugte, ein Magmavolumen von 1.000 Kubikkilometern mobilisiert hätte. Das ist zwar nur die Hälfte des Volumens, das bei den größten explosiven Eruptionen des Yellowstone und des Toba freigesetzt wurde, aber ein Volumen, das 7.000 Mal größer ist als das der hydromagmatischen Eruption des Eyjafjallajökull.

Die Menge der in der explosiven Fahne ausgestoßenen Asche hätte demnach ausgereicht, um ganz Norwegen unter einer 2,6 Meter hohen Aschedecke zu bedecken. Zahlreiche Indizien, darunter die sehr hohe Sulfidkonzentration in den verglasten vulkanischen Trümmern, deuten darauf hin, dass die Eruption unter sehr hohem Druck in Verbindung mit einer flachen ozeanischen Umgebung (unter 200 Meter) stattfand. Der hydromagmatische Ursprung der Eruption steht daher außer Zweifel. Die Periode großer vulkanischer Aktivität in der Nordatlantischen Ignatiusprovinz fiel in eine Zeit, in der sich der Atlantische Ozean öffnete.

Die Dokumentation des Eruptionsverhaltens von Vulkanen ist von großer Bedeutung für das Verständnis ihrer Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima, sowohl in der Gegenwart als auch im Laufe der geologischen Geschichte. Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass dieser große Ausbruch mit Sicherheit einen großen Einfluss auf das damalige Klima hatte. Sollte es heute zu einer ähnlichen Eruption kommen, würde dies das Klima offensichtlich global beeinflussen.

Urhebender Autor: Redaktion Futura

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