Visionen
University of Queensland: Die Kristalle, die Vulkanausbrüche vorhersagen sollen
Mithilfe des Minerals Plagioklas identifizierte das Team eine chemische Signatur, die ausbrechende von im Untergrund verbleibenden Magmen unterscheidet.
Ein Wissenschaftsteam der University of Queensland hat vulkanische Kristallstrukturen analysiert und dabei ein sich wiederholendes chemisches Muster identifiziert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass frisches, hochtemperiertes Magma, welches aus tieferen Zonen emporsteigt, oft den entscheidenden Impuls für Eruptionen liefert, während andere Magmaströme im Untergrund verbleiben. Veröffentlicht wurden die wissenschaftlichen Erkenntnisse in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.
Was die Studie zeigt
Im Fokus der Analyse steht das Mineral Plagioklas, ein weißer, in zahlreichen Gesteinsarten enthaltener Feldspat. Gemäß dem Forschungsteam erlaubt die chemische Beschaffenheit dieses Minerals Rückschlüsse auf die generelle Ausbruchsneigung von Vulkanen. Damit rückt ein Mineralstoff in das Zentrum der Aufmerksamkeit, der in der Geologie bisher primär als Werkzeug für die grundlegende chemische Klassifizierung von Vulkangesteinen genutzt wurde.
Wie Magma sich sammelt
Nicht jede Gesteinsschmelze, die sich unterhalb eines Vulkans ansammelt, bricht auch tatsächlich an der Erdoberfläche aus. Vielmehr formiert sie ein verzweigtes System aus flüssigem Gestein, Gasen und Kristallen, welches sich über diverse Tiefenbereiche der Erdkruste erstreckt.
In vielen Vulkanbögen entsteht hierbei Andesit – ein intermediäres Gestein, das durch das Zusammenspiel verschiedenartiger Schmelzen geformt wird. Die genauen Ursachen, warum ein Teil dieser Schmelzen eruptiert und ein anderer permanent im Krustengestein verbleibt, galten bislang als unzureichend erforscht.
Was die Forscher untersuchten
Für das Forschungsprojekt untersuchte die Gruppe insgesamt 28 Gesteinsproben aus sieben unterschiedlichen Vulkansystemen. Das Probenmaterial stammte aus den Zentralanden und wurde in einer rund 230 Kilometer langen geografischen Zone in Chile und Argentinien gesammelt.
Zwei dieser Proben wurden aus einem historischen Ignimbrit gewonnen, der Ablagerung eines prähistorischen, extrem explosiven Großausbruchs. Diese weiträumige Verteilung der Fundorte erlaubte es, die chemischen Signaturen der Kristalle über Systemgrenzen hinweg systematisch abzugleichen.
Was die Kristalle verraten
Die analysierten Feldspat-Strukturen wiesen in den eruptierten Gesteinsmassen einen bemerkenswert homogenen chemischen Fußabdruck auf. Diese Beobachtung stützt die These, dass neu emporsteigendes, hochtemperiertes Magma aus tiefer gelegenen Erdschichten primär als Eruptionsauslöser fungiert. Bei den im Untergrund verbliebenen Schmelzen konnte dieses charakteristische, einheitliche Signal in den Kristallen hingegen nicht nachgewiesen werden.
