Yellowstone-Vulkan: Mehr Magma als vermutet

Darstellung der Erde und des Yellowstone-Vulkans

Bricht der Yellowstone-Vulkan aus und verursacht eine weltweite Katastrophe? Forscher haben nun eine beunruhigende Entdeckung gemacht.

Der Yellowstone-Vulkan ist in der Vergangenheit schon regelmäßig ausgebrochen und hat ziemlich heftige Auswirkungen auf einen gigantischen Umkreis gehabt. Allein in den letzten 2,1 Millionen Jahren, was geologisch gesehen nicht lange ist, hat der Yellowstone drei katastrophale Ausbrüche erlebt, die kontinentweite Aschewolken auslösten und das globale Klima durcheinander brachten.

Wird verarbeitet …
Erledigt! Sie sind auf der Liste.

Der jüngste dieser katastrophalen Ausbrüche fand vor etwa 631.000 Jahren statt und bildete einen Krater von etwa 70 Kilometern Durchmesser. Wenn wir uns das mal vor Augen führen, könnte einem Angst und Bange werden. Drei große Ausbrüche in 2,1 Millionen Jahren und der letzte war vor 631.000 Jahren… es wäre also für den Yellowstone mal wieder Zeit, ein bisschen Dampf abzulassen. 

Thermalquellen im Yellowstone Park
Schön warm: Thermalquelle im Yellowstone-Nationalpark

Erhöhte Magmamenge im Yellowstone-Vulkan

Ein solcher Ausbruch würde nicht nur zu regionaler Zerstörung führen, sondern er würde auch eine gigantische Aschewolke in die Atmosphäre befördern und das globale Klima fundamental verändern. Viele Leute machen sich daher Sorgen wegen eines erneuten Ausbruchs, doch außer dieser angesprochenen Zeitkomponente gab es bislang wenig Indizien, die wirklich auf einen baldigen Ausbruch hindeuten könnten. 

Doch nun haben Forscher etwas Erschreckendes herausgefunden, nämlich, dass der Anteil des glutflüssigen Gesteins in der Magmakammer des Supervulkans doppelt so hoch ist wie geschätzt. Eine wesentlich mehr gefüllte Magmakammer in einem Supervulkan –das klingt einigermaßen beunruhigend. 

Was bedeutet die erhöhte Magmamenge des Yellowstone nun? Wie sehr steigt dadurch die Ausbruchsgefahr? Um das zu beantworten, ist es wichtig zu verstehen, wie die Geologen das herausgefunden haben. Sie nutzten dafür hochmoderne seismische Methoden, der Geophysiker Michael Poland beschreibt es so: „Es ist, als hätte man ein besseres Objektiv für seine Kamera bekommen. Die Dinge rücken in den Fokus.“ Das klingt allerdings einfacher, als es ist, denn die Magmakammer liegt unter der Oberfläche und ist nicht einfach einsehbar. 

Aufbau des Yellowstone Vulkans
Querschnitt durch den Yellowstone-Vulkan (Quelle: United States Geological Survey)

Tempo der seismischen Wellen

Um also unter die Oberfläche zu „sehen“, nutzen die Wissenschaftler Informationen, die sie aus den Geschwindigkeiten von seismischen Wellen auf ihrem Weg durch den Boden gewinnen. Seismische Wellen, auch als „S-Wellen“ bekannt, sind nützlich bei der Analyse von Vulkanen, da sich diese Wellen verlangsamen, wenn sie auf eine Flüssigkeit wie Wasser oder geschmolzenes Magma treffen. Anhand der Zeit, die eine S-Welle benötigt, um von einer Sendequelle zu einem Empfänger zu gelangen, im Vergleich zu der Zeit, die andere seismische Wellen benötigen, die sich in Flüssigkeiten nicht verlangsamen, können Forscher abschätzen, wie viel geschmolzenes Magma vorhanden ist. 

Die Wellen bewegen sich nicht in einer geraden Linie, sondern strahlen nach außen ab. Wenn sie auf eine unterirdische Besonderheit treffen, die sie verlangsamen könnte, biegen sie vielleicht um diese herum, anstatt sie zu durchlaufen. Diese zusätzlichen Wellenbewegungen fügen dem Bild eine Menge feiner Details hinzu – aber diese Extra-Bewegungen zu berechnen, erfordert auch eine Menge Rechenleistung. 

Magmakammer im Yellowstone, yellowstone-caldera-chronicles
Darstellung der Magmakammern im Yellowstone-Vulkan (Quelle: Yellowstone Caldera Chronicles)

Magmakammer im Yellowstone-Vulkan voller als gedacht

Und erst jetzt ist das durch neuartige Supercomputer möglich und brachte den Forschern so nun die Information, dass die Magmakammer des Yellowstone eben doppelt so befüllt ist wie gedacht. Für alle, denen das jetzt zu viele geophysikalische Fachwörter waren, hier noch mal eine einfache Erklärung mit Vanillepudding. Stellt euch mal vor, an beiden Seiten eines Puddings befinden sich geologische Messstation. Eine seismische Welle, beispielsweise durch ein Erdbeben verursacht, bewegt sich nun durch den Pudding. Im Pudding verhält sie sich anders als außerhalb des Puddings und die genauen Details dieser seismischen Wellen können mit Supercomputern errechnet werden.

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Ist der Yellowstone-VUlkan ausbruchsbereit?

Aber was heißt das im Detail? Die unterirdischen Magmakammern des Yellowstone enthalten meist gehärtete, abgekühlte Kristalle, die mit einer gewissen Menge geschmolzenen Materials vermischt sind. Wie viel Magma im Verhältnis zu den Kristallen vorhanden ist, kann bestimmen, wie ausbruchsbereit ein Vulkan ist. Vulkanologen suchen also nach dem konkreten Anteil an flüssigem Magma, wenn sie wissen wollen, ob ein Ausbruch bevorsteht. 

Bislang ging man von einem Schmelzanteil im Yellowstone von fünf bis 15 Prozent aus. Durch die neuen Erkenntnisse müssen wir diese Ziffer aber deutlich nach oben korrigieren. Wir wissen nun, dass der der durchschnittliche Anteil an flüssigem Magma im Unterbauch des Vulkans zwischen 16 bis 20 Prozent liegt. Also hat sich die Schätzung von im besten Fall nur fünf Prozent Schmelzanteil zu im besten Fall 16 Prozent geändert. 

Es steht aber keine unmittelbare Gefahr bevor. Vulkanologen gehen davon aus, dass der „kritische Schmelzanteil“, bei dem der Vulkan zum Ausbruch bereit sein könnte, eher zwischen 35 und 50 Prozent liegt. In der nun veröffentlichten Studie heißt es  „Der von uns ermittelte Anteil liegt demnach substanziell unter dem, was man beim Yellowstone-Vulkan in der eruptiven Phase seines Zyklus erwarten würde.“ 

Vulkanausbruch in unserer Lebenszeit?

Aber erschreckend ist diese Studie natürlich dennoch, denn sie zeigt, dass der Yellowstone zwar noch nicht in seiner eruptiven Phase ist, aber er ist näher dran am Ausbruch, als wir dachten. Wird das in unserer Lebenszeit geschehen? Sehr sehr wahrscheinlich nicht. Wird es irgendwann geschehen? Definitiv. Und nun wissen wir, dass es nicht mehr so extrem in der fernen Zukunft liegt, wie wir dachten. Das lässt schon ein mulmiges Gefühl zurück. Der Geophysiker Michael Poland sagt: „Es ist so etwas wie ein Schreckgespenst für die Leute und das ist traurig. Es ist ein interessanter Ort, der so viel zu bieten hat, und die Leute konzentrieren sich auf etwas, das zu unseren Lebzeiten nicht passieren wird.”

eilchen, die sich womöglich mit unseren derzeitigen technischen Mitteln eben einfach noch nicht feststellen lassen. Man müsste Gammastrahlen und hochenergetische Neutrinos, die man auch als Geisterteilchen bezeichnet, aus den Tiefen des Weltraums analysieren, um dann eine etwaige Energieverflüchtigung messen zu können. Ob das Universum also wirklich gefüllt ist mit Quantenmilchshake bleibt bis auf Weiteres ungeklärt, aber es ist ein super spannender und vor allem irgendwann überprüfbarer Anhaltspunkt, der uns endlich die lang ersehnte Verbindung zwischen Quantenphysik und Relativitätstheorie liefern könnte. 

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