Wer einem Vulkanausbruch beiwohnt, wird Zeuge der rohen Kraft der Natur. Wenn Sie eines mit eigenen Augen sehen möchten, ist Island der perfekte Ort dafür. Seit 2021 kam es entlang der Reykjanes-Halbinsel in der Nähe von Reykjavik zu sieben Ausbrüchen.
Diese jüngsten isländischen Ausbrüche haben die Aufmerksamkeit von Geologen wie mir erregt. Sie helfen uns zu verstehen, wie Vulkane mit unglaublicher Präzision funktionieren. Mein Team hat Proben aus ausbrechender Lava auf der Reykjanes-Halbinsel genommen und einige interessante Ergebnisse erzielt.
Eine unserer Erkenntnisse legt nahe, dass sich das Magma der ersten Eruption direkt unter der Inseloberfläche ansammelte und dort die Energie aufbaute, die für einen spektakulären Ausbruch erforderlich war. Dieser erste Vulkanausbruch erleichterte das Auftreten weiterer Ausbrüche.
Warum wird Island das Land des Feuers genannt?
Island wird manchmal „das Land aus Eis und Feuer“ genannt. Frühe Siedler wurden Zeuge mehrerer großer „Brände“ – oder Vulkanausbrüche – entlang der Reykjanes-Halbinsel.
Nach etwa 800 Jahren ohne ein vulkanisches Ereignis auf der Reykjanes-Halbinsel erwachte der Vulkan Fagradalsfjall am 19. März 2021 wieder zum Leben. Anschließend ereigneten sich zwei weitere diskrete vulkanische Ereignisse am Fagradalsfjall in den Jahren 2022 und 2023. Anschließend ereigneten sich vier weitere Ausbrüche westlich von das Sundhnúkur-Spaltensystem in den Jahren 2023 und 2024.
Obwohl diese Ausbrüche ein unglaubliches Spektakel sind, können sie auch verheerende Folgen haben. Die jüngsten Ausbrüche von Sundhnúkur haben das Fischerdorf Grindavík, das Geothermiekraftwerk Svartsengi und Islands wichtigstes Touristenziel, das Geothermiebad Blaue Lagune, bedroht. Innerhalb der Stadtgrenzen von Grindavík ergoss sich Lava, und nur künstliche Erdwälle verhinderten weitere Zerstörungen.
Was macht Island so vulkanisch aktiv?
Island ist ein einzigartiger Ort auf der Erde. Es ist Teil einer riesigen Kette versunkener Vulkane im zentralen Atlantik, wobei Island über der Meeresoberfläche liegt. Diese Vulkankette ist als Mittelatlantischer Rücken bekannt und spielt eine entscheidende Rolle in der Plattentektonik.
Plattentektonik beschreibt, wie die riesigen, starren Platten, aus denen die Erdkruste besteht, über, durch und untereinander gleiten. Ihr Verhalten verändert langsam die Erdoberfläche. An manchen Orten kollidieren Platten und bilden Gebirgsketten wie den Himalaya. An anderen Orten gleitet eine Platte unter eine andere, wodurch Vulkane und Erdbeben entstehen, beispielsweise in Japan.
Auf dem Mittelatlantischen Rücken, der sich zwischen dem Südatlantik und dem Arktischen Ozean erstreckt, bewegen sich tektonische Platten auseinander und geben geschmolzenes Magma frei. Dieses Magma verfestigt sich zu einer vulkanischen Kruste und bildet neue Teile der tektonischen Platten.
Geologen entdeckten außerdem eine Wolke aus heißem, schwebendem Gesteinsmaterial, das aus der Tiefe der Erde aufsteigt und den Mittelatlantischen Rücken unter Island kreuzt. Diese Wolke könnte zusammen mit mehreren anderen ähnlichen Wolken im Mittel- und Südatlantik die Entstehung des Atlantischen Ozeanbeckens vor mehr als 200 Millionen Jahren ausgelöst haben.
Die mit dem Mittelatlantischen Rücken verbundene Plattentektonik und die heiße Gesteinswolke unter Island bilden zusammen die isländischen Vulkane.
Wissenschaftler konnten nachweisen, dass frühere Ausbrüche auf der Reykjanes-Halbinsel weder zeitlich noch räumlich zufällig waren. Sie treten vielmehr in Zeiträumen auf, die Jahrhunderte dauern, und entlang derselben Vulkanzonen. Diese Muster deuten darauf hin, dass diese vulkanischen Perioden auftreten, wenn große tektonische Kräfte die Reykjanes-Halbinsel auseinanderreißen. Es scheint, dass der Vulkanismus entlang des Reykjanes-Rückensegments mit der Zeit pulsiert, wenn sich die Platten gleichmäßig auseinander bewegen.
Was verursacht den Ausschlag?
Viele Gruppen, darunter auch meine isländischen Kollegen, sammelten fast täglich Lavaproben. Die gesammelten Proben liefern eine wesentliche wissenschaftliche Zeitleiste der Ausbrüche.
Eine Zeitreihe der vulkanischen Aktivität zu erfassen ist so, als würde man jemandem regelmäßig Blut abnehmen, um seinen Gesundheitszustand zu verstehen. In diesem Fall ist das Blut jedoch brennende Lava.
Eine erste Studie eines anderen Teams aus dem Jahr 2022 deutete darauf hin, dass der Mantel – die feste geologische Schicht unter der Erdkruste – schmolz, um die Laven in Island anzutreiben, und dass sich die chemische Zusammensetzung der Laven im Laufe der Zeit veränderte. Sie vermuteten, dass diese Veränderungen damit zusammenhängen, wo und wann im Erdmantel Schmelzen stattfand.
Im Juli 2024 veröffentlichten mein Forschungsteam und ich mithilfe einer sensiblen chemischen Methode eine längere Zeitreihe der Laven des Ausbruchs, die uns half, die Zusammensetzung und Herkunft der Laven zu verstehen.
Die Basaltgesteinsschicht, auf der die Bewohner Islands leben, reicht bis in eine Tiefe von etwa 15 Kilometern. Es ist Teil der Erdkruste. Eine Besonderheit ist der Mantel, der sich direkt unter dieser Kruste befindet: Er besteht hauptsächlich aus Mineralien wie Olivin, das ein Gestein namens Peridotit bildet. Die Magmen, die diese Vulkanausbrüche befeuern, stammen aus Peridotit im Erdmantel.
Die von meinem Team verwendete chemische Methode ergab, dass die ersten Magmen, die diese Eruptionen befeuerten, aus dem Erdmantel austraten, aber bis zu einem Jahr in einer Magmakammer unter der Oberfläche eingeschlossen blieben. Die Steine in den Wänden der Kammer verschmolzen mit dem Magma, und wir konnten in unseren Analysen Spuren davon erkennen.
Unsere Forschung legt auch nahe, dass die Magmen Wasser, Kohlendioxid und andere Gase absorbierten, während sie in der Magmakammer verblieben. Dieses Wasser und Gas ermöglichten es dem Magma, genügend Druck aufzubauen, um die Oberfläche zu durchbrechen und als Lava auszubrechen.
Die Ansammlung von Magma in der Kruste kann explosive Eruptionen auslösen – der Beginn von Eruptionen wie denen in Island oder La Palma auf den Kanarischen Inseln im Jahr 2021 könnte eine solche Ansammlung erfordern.
Was können wir in Zukunft erwarten?
Die Geschichte lehrt uns, dass diese Ausbrüche wahrscheinlich lange anhalten werden. Vulkane brechen regelmäßig alle zwei oder drei Jahre aus, einige Tage oder Monate lang, bis hin zu mehreren hundert Jahren.
Generationen von Geologen und Vulkanologen werden wahrscheinlich in Island Karriere machen und Millionen von Geotouristen werden die Möglichkeit haben, diese atemberaubend schönen Ausbrüche zu erleben.
Bei all diesen Ausbrüchen müssen sich die Isländer anpassen. Lavaströme können Infrastrukturen wie das Geothermiekraftwerk Svartsengi stören und vulkanische Gase können Gesundheitsprobleme verursachen.
Die Ausbrüche von Fagradalsfjall und Sundhnúkur haben Wissenschaftlern bereits eine Fülle von Daten und Informationen über die Funktionsweise von Vulkanen geliefert. Die Fortsetzung der Erforschung des Vulkanismus auf der Reykjanes-Halbinsel wird Wissenschaftlern dabei helfen, zu verstehen, wie, wann und warum Ausbrüche auftreten, und die mit dem Leben in der Nähe von Vulkanen verbundenen Risiken besser zu bewältigen.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: James Day, Universität von Kalifornien San Diego
Erfahren Sie mehr:
James Day wird von der US National Science Foundation gefördert.