Hamburg. Messstationen zeichneten 2022 kurz vor dem Ausbruch eines Vulkans ein Signal auf. Eine neue Studie liefert nun eine Erklärung dafür.
Tief unter der Oberfläche der Ozeane lauern unzählige Unterwasser-Vulkane, die mehr als 70 Prozent aller vulkanischen Aktivitäten der Erde ausmachen. Obwohl sie meist verborgen bleiben, haben ihre explosiven Ausbrüche das Potenzial, gewaltige Tsunamis auszulösen, die Küstenregionen verwüsten können. Ein mögliches Warnzeichen für die gefährlichen Eruptionen hat nun ein japanisches Forschungsteam genauer untersucht.
Im Januar 2022 ereignete sich vor den Inseln des Pazifikkönigreichs Tonga eine gewaltige Eruption. Der Ausbruch des Vulkans mit dem komplizierten Namen „Hunga Tonga-Hunga Haʻapai“ war die stärkste auf der Erde gemessene Eruption seit mehr als drei Jahrzehnten. Sie setzte mehr Energie frei als jeder Kernwaffentest der Geschichte.
Wissenschaftler wurden jedoch vor allem stutzig wegen eines seltsamen Signals, das zwei Messstationen 15 Minuten vor der Eruption des Unterwasser-Vulkans aufzeichneten. Laut einer neuen Studie handelt es sich dabei um eine seismische Welle, die helfen könnte, zukünftige Vulkanausbrüche in den Weiten des Ozeans vorherzusagen. Doch was genau löste sie aus?
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Vulkanausbruch: Aufgezeichnetes Signal könnte Leben retten
Die Ursache der Welle führt das japanische Forschungsteam auf einen Bruch in der schwachen Erdkruste direkt unter der Kraterwand zurück. „Dieser Bruch ermöglichte es, dass Meerwasser und Magma in den Raum über der unterirdischen Magmakammer des Vulkans strömten und sich dort vermischten, was den Ausbruch explosionsartig auslöste“, heißt es in einem Statement der Forscher. Ihre Untersuchung veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“.
Die Ergebnisse beziehen sich auch auf die vorherige Arbeit des Teams, in der sie entlegene Vulkane überwachten. Bei der Welle handelt es sich um eine sogenannte Rayleigh-Welle, eine seismische Welle, die sich an der Erdoberfläche ausbreitet. Die Welle von Tonga wurde 750 Kilometer vom Vulkan entfernt gemessen.
„Frühwarnungen sind für die Katastrophenvorsorge sehr wichtig“, sagte Mie Ichihara, Vulkanologin an der Universität Tokio und eine der Mitautorinnen der Studie in dem Statement. „Inselvulkane können Tsunamis erzeugen, die eine erhebliche Gefahr darstellen.“
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Forscher: Eruption des Hunga Tongas setzte Unmengen an Energie frei
Der „Hunga Tonga-Hunga Ha’apai“-Vulkan im westlichen Pazifiks entstand, als die Pazifische Platte sich unter die Australische Platte schob. Dieser Prozess erzeugte Magma und führte immer wieder zu Eruptionen. Zuletzt brach der Vulkan am 15. Januar 2022 aus und ließ laut der Studie so viel Wasser wie 58.000 volle olympische Schwimmbecken verdampfen. Dadurch bildete sich ein beispielloses Gewitter und ein Tsunami. An diese Ausmaße kommt in den letzten Jahrzehnten nur der Vulkanausbruch des indonesischen Krakataus im Jahr 1991 heran.
Die Forscher verwendeten seismische Daten , um die Rayleigh-Welle zu analysieren, die an seismischen Stationen auf den Inseln Fidschi und Futuna von Instrumenten erfasst, aber von Menschen nicht gespürt wurde. Während Rayleigh-Wellen ein häufiges Merkmal von Vulkanausbrüchen und Erdbeben sind, glauben die Forscher, dass diese Welle ein Vorläuferereignis und eine mögliche Ursache für den massiven Ausbruch darstellte.
“Vielen Eruptionen gehen seismische Aktivitäten voraus“, sagte Takuro Horiuchi, Vulkanologe und Hauptautor der Studie. „Allerdings sind solche seismischen Signale subtil und werden nur in einem Umkreis von mehreren Kilometern um den Vulkan herum entdeckt.“ Im Gegensatz dazu breitete sich dieses seismische Signal erstaunlicherweise über eine große Distanz aus, was auf ein riesiges seismisches Ereignis hindeutet. „Wir glauben, dass ungewöhnlich große Bewegungen zur Zeit des Vorläufers begannen“, sagte Horiuchi.