Islands jüngste Vulkanausbrüche enthüllen tiefe Geheimnisse | Wissenschaft

Am 18. Dezember brach ein Ausbruch durch die Stille der Nacht, als geschmolzenes Gestein aus dem Boden der isländischen Halbinsel Reykjanes brach. Augenblicke später klingelte Celine Lucie Mandons Telefon und weckte sie aus dem Beinahe-Schlaf, um sie auf die Explosion aufmerksam zu machen. Gegen 2 Uhr morgens standen Mandon, eine Gasgeochemikerin an der Universität von Island, und drei ihrer Kollegen vor den glühenden Lavafontänen, die die verschneite Landschaft und den wolkenverhangenen Himmel in ein jenseitiges purpurrotes Leuchten tauchten.

„Diese Farbe war völlig surreal“, sagt Mandon. Obwohl sie Stirnlampen mitgebracht hatten, wurde der Gruppe schnell klar, dass künstliches Licht unnötig war. Erleuchtet durch das Leuchten des geschmolzenen Gesteins beschäftigte sich die Gruppe mit dem Zweck ihres nächtlichen Unterfangens: dem Sammeln von Lavaproben und der Messung vulkanischer Gase.

Diese Bemühungen sind nur ein Teil der enormen Bemühungen, die vielen jüngsten Ausbrüche auf der Reykjanes-Halbinsel zu untersuchen. Die Vulkane der Region hatten fast 800 Jahre lang geschlafen, doch im Jahr 2021 erwachten sie mit lautem Brüllen während des Fagradalsfjall-Ausbruchs. Fast sechs Monate lang ergoss sich Lava aus einem Spalt etwa 5 Kilometer östlich der Explosion im Dezember und füllte das Tal stetig mit geschmolzenem Gestein. Nachdem die Reykjanes in nur drei Jahren von sechs Ausbrüchen erschüttert wurden, vermuten Wissenschaftler, dass die Halbinsel in eine neue Periode vulkanischer Aktivität eingetreten ist – der Beginn möglicherweise jahrhundertelanger geologischer Unruhen.

Jeder Ausbruch gewährt Einblicke in die Tiefe und ermöglicht den Forschern ein detailliertes Verständnis der vulkanischen Prozesse, die weit unter der Oberfläche ablaufen. Diese Erkenntnisse helfen ihnen, die Ursprünge des Magmas, die Entwicklung des Vulkansystems im Laufe der Zeit und vieles mehr herauszufinden.

Diese Studien bringen auch unerwartete chemische Ähnlichkeiten zwischen den Laven jeder Eruption ans Licht, die auf tiefe unterirdische Verbindungen auf der gesamten Halbinsel hinweisen. „Das ist sehr überraschend“, sagt Edward Marshall, ein Geochemiker an der Universität Island, der das chemische Rätsel untersucht. „Vulkane entstehen an verschiedenen Orten – sie sollen nicht miteinander reden.“

Doch inmitten der wissenschaftlichen Begeisterung gibt es auch Sorgen um die Zukunft der in der Region lebenden Menschen. Während die ersten Ausbrüche des Vulkanismus in unbesiedelten Regionen auftraten, durchbrachen die Ausbrüche in diesem Winter den Boden nördlich der Stadt Grindavik, in der etwa 3.800 Menschen leben, und in der Nähe des Svartsengi-Kraftwerks, das die meisten Reykjanes mit Wasser und Strom versorgt , eine Halbinsel mit einer Fläche von etwa 772 Quadratmeilen. Bei der jüngsten Eruption am 8. Februar ergoss sich Lava aus einem fast zwei Meilen langen Spalt in einer ähnlichen Region wie beim Ausbruch im Dezember, wodurch Tausende von Einwohnern kein heißes Wasser mehr hatten. Während das Brüllen des Vulkans am nächsten Tag nachließ, begann sich bald wieder Magma anzusammeln. Laut Modellen des isländischen Wetteramtes ist ein weiterer Ausbruch wahrscheinlich Ende Februar oder Anfang März.

Ausbrüche sind in Island die Norm, da die Insel selbst durch vulkanisches Feuer entstanden ist. Das Land ist einer der wenigen Orte auf der Welt, wo der mittelozeanische Rücken über den Wellen liegt. Hier entfernen sich die eurasische und die nordamerikanische Platte allmählich voneinander, wodurch geschmolzenes Gestein aus der Tiefe aufsteigt und an der Oberfläche ausbricht. Im Südosten der Insel trifft der Bergrücken auf eine glühend heiße Säule aus geschmolzenem Gestein, die als Hot Spot bekannt ist und noch mehr vulkanische Wut auslöst.

Auf der Reykjanes-Halbinsel, die weit vom Hotspot entfernt liegt, werden die Platten in einem Winkel gezogen, wodurch eine Reihe von Rissen entsteht, die sich quer durch das Land in den Boden schneiden und Magma leiten, wenn es an die Oberfläche sickert. Anstelle von Vulkanausbrüchen von einem zentralen Gipfel aus sprudeln die Vulkane der Reykjanes oft aus diesen Spalten und erzeugen Fluten aus geschmolzenem Gestein, die auf einer Karte ein wenig wie Tigerstreifen aussehen.

Die letzte vulkanische Aktivität auf den Reykjanes ereignete sich zwischen 800 und 1240 n. Chr., als sporadisch Vulkanausbrüche – sogenannte Feuer – aus dem Land ausbrachen. Seitdem sind die Vulkane der Reykjanes jedoch verstummt. Doch Ende 2019 begannen Erdbeben auf der zentralen Halbinsel zu erschüttern. Die Unruhen zogen sich über ein Jahr hin, allein in der ersten Märzwoche wurden mehr als 17.000 Unfälle registriert. Auch Teile des Bodens begannen sich zu verformen, ein verräterisches Zeichen dafür, dass sich unter der Erde Magma ansammelte. Doch dann verstummte das System.

„Wir dachten: Okay, vielleicht ist es das. Diesmal werden wir keinen Ausbruch erleben“, sagt Kristín Jónsdóttir, Seismologin beim isländischen Wetteramt, gegenüber CBS News. „Aber wir haben uns geirrt.“

Am Abend des 19. März 2021 erwachten die Reykjanes endlich zum Leben. Lava ergoss sich in der Nähe des Berges Fagradalsfjall über die Landschaft, der erste von vielen Ausbrüchen. Im August 2022 füllte Lava während des Meradalir-Ausbruchs ein nahegelegenes Tal, kaum eine halbe Meile entfernt. Dann, im Juli 2023, spritzte Lava aus einem 800 Meter langen Riss an einer Stelle namens Litli-Hrutur nordöstlich der beiden früheren Ausbrüche.

Dann kam es im Dezember zu einem Ausbruch, der aus einem Spalt etwa 2,5 Meilen nordöstlich von Grindavik ausbrach und Lava mehrere hundert Meter hoch in die Luft schleuderte. Während die Besorgnis der Einwohner der Stadt zunahm, dauerte die Veranstaltung nur drei Tage. Am Morgen des 14. Januar brach Lava noch näher an der Stadt aus der Oberfläche aus. Ein Großteil des geschmolzenen Gesteins wurde durch eine Verteidigungsmauer umgeleitet, die nach dem Ausbruch im Dezember errichtet worden war. Doch an diesem Nachmittag wurden die schlimmsten Befürchtungen der Bewohner wahr, als sich südlich der Mauer am Rande der Stadt ein Bruch öffnete. In einer Szene, die direkt aus einem Katastrophenfilm zu stammen schien, ergoss sich Lava in die Stadt. Arbeiter, die neue Verteidigungsanlagen errichteten, konnten mit ihrer Ausrüstung nur knapp entkommen, als die Feuerwälle näher rückten.

Zum Glück war der Ausbruch nur von kurzer Dauer. Nur wenige Gebäude brannten und es kamen keine Menschen ums Leben. Aber es war eine Erinnerung daran, dass die neue Periode vulkanischer Aktivität in Reykjanes viele Risiken birgt, obwohl viele der früheren Ausbrüche weit von der Bevölkerungszahl entfernt waren. „Wir werden in Zeitlupe zusehen, wie Island sich neu ordnet, um wieder in eine Zeit der Naturkatastrophe zu geraten“, sagt Marshall.

Lava fließt seit ihrer frühesten Geschichte durch die Adern der Isländer. Die Nordmänner ließen sich während der letzten Periode intensiven Vulkanismus Ende des 8. Jahrhunderts in Island nieder. Eine berühmte Geschichte aus dieser Zeit, etwa 1000 n. Chr., erzählt von der Debatte des Parlaments darüber, eine christliche Nation zu werden, sagt Halldór Geirsson, ein Geophysiker an der Universität von Island. Gegner der Idee verwiesen auf den aktiven Ausbruch als Beweis dafür, dass sie die nordischen Götter verärgert hatten. Andere entgegneten, dass es noch viel mehr alte Lavaströme aus Zeiten gab, bevor die Menschen die Region betraten.

Wissenschaftler wissen jetzt viel mehr darüber, wie und warum Vulkane ausbrechen. Der Ursprung der zyklischen vulkanischen Aktivität der Reykjanes, die etwa alle tausend Jahre stattfindet, bleibt jedoch unbekannt. Das Muster sei nicht leicht zu studieren, betont Geirsson. An der Oberfläche sind nur die letzten drei oder vier Zyklen zu sehen, daher ist es ungewiss, ob sie sich noch weiter zurück in der Zeit fortsetzten. Jeder neue Ausbruch vulkanischer Aktivität legt eine neue Schicht vulkanischen Gesteins ab und vergräbt die Spuren vergangener Ausbrüche. „Die geologische Geschichte überschreibt sich immer selbst“, sagt er.

Doch Hinweise darauf, was tief unter der Erde passiert, könnten in den seltsamen Mustern gefunden werden, die während Eruptionsperioden entstanden. Beispielsweise scheinen sich die Ausbrüche von Reykjanes abzuwechseln: Wenn sich ein Vulkansystem aufbläht, bleiben die anderen ruhig. „Es gibt immer nur ein System, das den Ball hat“, sagt Geirsson.

Das Muster deutet auf eine tiefe Vernetzung des Systems hin, eine Idee, die durch neuere geochemische Analysen weiter untermauert wird. Die Lava, die 2021 ausbrach, hatte eine „seltsame, verrückte Zusammensetzung“, angereichert mit sogenannten inkompatiblen Elementen, sagt Marshall. Diese Chemie verleiht dem geschmolzenen Gestein einen einzigartigen chemischen Fingerabdruck, der wie ein Tracer wirken kann. Sie entdeckten diesen Fingerabdruck während des Ausbruchs im Jahr 2022, dann erneut im Jahr 2023 und noch zweimal im Jahr 2024 – Erscheinungen, die alle auf die gemeinsame Nutzung von Magma tief unter der Erde hinweisen.

„Wir können hingehen und sehen, wie es überall auftaucht“, sagt Marshall. „Es ist dieses wunderbare Naturexperiment.“

Wie genau diese Verteilung von Magma geschieht, bleibt jedoch ungewiss, aber die Antwort könnte ein Schlüssel zum Verständnis der 1000-jährigen Zyklen vulkanischer Aktivität sein. Eine Möglichkeit besteht darin, dass eine Vielzahl kleiner Magmataschen tief unter der Erde verweilen und sich langsam füllen, wenn geschmolzenes Gestein hineinrieselt, erklärt Marshall. Wenn diese Magmaklumpen anschwellen, bilden sie neue Verbindungen, verschieben sich und verschmelzen zu größeren Reservoirs, die schließlich an der Oberfläche ausbrechen können. Eine andere Möglichkeit ist ein „Magmaschub“, bei dem ein Tsunami aus geschmolzenem Gestein aus dem Erdmantel in den Untergrund strömt und Vulkane auf der gesamten Halbinsel erweckt, erklärt Geirsson.

Es gebe noch viele Unbekannte, sagt Marshall. Aber vielleicht sind schon bald Antworten zu finden. Marshall und seine Kollegen arbeiten an der anspruchsvollen Aufgabe, den Entstehungszeitpunkt des Magmas zu datieren und herauszufinden, wie lange das geschmolzene Gestein im Erdmantel verweilte, bevor es an die Oberfläche gelangte.

Jeder neue Ausbruch verspricht auch neue Erkenntnisse zu bringen, die Wissenschaftlern helfen könnten, künftige vulkanische Gefahren besser zu verstehen. Während also das Potenzial für zukünftige Ausbrüche hoch ist, sind es auch die Aussichten auf zukünftige Entdeckungen. „Island ist ein einzigartiger Ort, an dem wir erleben können, wie Prozesse unverhüllt ablaufen, auf eine Weise, die an den meisten Orten immer verschleiert ist“, sagt Marshall.