Neue Studie beleuchtet die Gefahren des größten Vulkans der Erde

Mauna Loa ist mit einer Höhe von 9 Kilometern von der Basis am Meeresboden bis zum Gipfel der größte Vulkan der Erde. Bildnachweis: USGS

Wissenschaftler der Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science der University of Miami (UM) analysierten Bodenbewegungen, die mit InSAR-Satellitendaten (Interferometric Synthetic Aperture Radar) und GPS-Stationen gemessen wurden, um genau zu modellieren, wo Magma eingedrungen ist und wie sich der Magmaeinstrom im Laufe der Zeit verändert hat wo sich Fehler unter den Flanken bewegten, ohne signifikante Erdbeben zu erzeugen. Das GPS-Netzwerk wird vom Hawaii Volcano Observatory des US Geological Survey betrieben.

“Ein Erdbeben der Stärke 6 oder höher würde den Stress abbauen, der durch den Zufluss von Magma entlang eines subhorizontalen Fehlers unter der Westflanke des Vulkans entsteht”, sagte Bhuvan Varugu, Ph.D. Kandidat an der UM Rosenstiel School und Hauptautor der Studie. “Dieses Erdbeben könnte einen Ausbruch auslösen.”

Die Forscher fanden heraus, dass im Zeitraum 2014-2020 insgesamt 0,11 km3 neues Magma in einen deichartigen Magmakörper eindrangen, der sich unter und südlich der Gipfelkessel befand, wobei sich die Oberkante in einer Tiefe von 2,5 bis 3 km unterhalb des Gipfels befand. Sie konnten feststellen, dass sich das Magma 2015 nach Süden ausdehnte, wo die topografische Höhe geringer ist und das Magma weniger Arbeit gegen den topografischen Druck zu tun hatte. Nachdem der Magmafluss im Jahr 2017 nachgelassen hatte, kehrte das Inflationszentrum zu seiner vorherigen horizontalen Position 2014-2015 zurück. Solche Veränderungen eines Magmakörpers wurden noch nie beobachtet.

“Bei Mauna Loa sind Flankenbewegungen und Eruptionen von Natur aus miteinander verbunden”, sagte Varugu. “Der Zustrom von neuem Magma begann 2014 nach mehr als vier Jahren seewärts gerichteter Bewegung der Ostflanke – was Raum für das Eindringen von Magma in die Riftzone eröffnete.”

Die Forscher fanden auch heraus, dass es eine Bewegung gab, die nicht mit einem Erdbeben entlang eines nahezu horizontalen Fehlers unter der Ostflanke verbunden war, jedoch wurde keine Bewegung unter der Westflanke festgestellt. Dies führte die Forscher zu dem Schluss, dass ein Erdbeben unter der Westflanke fällig ist. Bewegungen entlang nahezu horizontaler Verwerfungen unter den Flanken sind wesentliche Merkmale des langfristigen Vulkanwachstums.

Wird der Vulkan in naher Zukunft ausbrechen? “Wenn der Magmazufluss anhält, ist dies wahrscheinlich, aber nicht erforderlich”, sagt Varugu. “Die topografische Belastung ist ziemlich hoch, das Magma könnte sich auch seitlich durch die Riftzone ausbreiten.”

“Ein Erdbeben könnte das Spiel verändern”, sagte Falk Amelung, Professor am Department of Marine Geosciences der UM Rosenstiel School und leitender Autor der Studie. “Es würde Gase aus dem Magma freisetzen, die mit dem Schütteln einer Soda-Flasche vergleichbar sind und zusätzlichen Druck und Auftrieb erzeugen, der ausreicht, um den Stein über dem Magma zu brechen.”

Den Forschern zufolge gibt es viele Unsicherheiten. Obwohl die Spannung bekannt ist, die entlang des Fehlers ausgeübt wurde, hängt die Stärke des Erdbebens auch von der Größe des Fehlerfeldes ab, das tatsächlich reißt. Darüber hinaus sind keine Satellitendaten verfügbar, um Bewegungen vor 2002 zu bestimmen.

“Es ist ein faszinierendes Problem”, sagte Amelung. “Wir können erklären, wie und warum sich der Magmakörper in den letzten sechs Jahren verändert hat. Wir werden weiter beobachten und dies wird schließlich zu besseren Modellen führen, um die nächste Eruptionsstelle vorherzusagen.”

Mauna Loa ist mit einer Höhe von 9 Kilometern von der Basis am Meeresboden bis zum Gipfel der größte Vulkan der Erde. Bei dem Ausbruch von 1950 dauerte es nur drei Stunden, bis die Lava die Küste von Kona erreichte. Solche schnellen Ströme würden sehr wenig Zeit lassen, um Menschen auf dem Weg ihrer Lava zu evakuieren. Ein weiterer großer Ausbruch von Mauna Loa ereignete sich 1984.

Die Kombination von Erdbeben und Eruptionen ist nichts Ungewöhnliches. Dem Ausbruch von 1950 ging drei Tage zuvor ein Erdbeben der Stärke 6,3 voraus, und mehr als ein Jahr später folgte ein Erdbeben der Stärke 6,9. Dem Ausbruch von 1984 ging 5 Monate zuvor ein Erdbeben der Stärke 6,6 voraus.

Die Satellitendaten wurden von den italienischen Cosmo-Skymed-Satelliten im Rahmen der Initiative Geohazard Supersites and Natural Laboratories (GSNL) der Gruppe für Erdbeobachtung (GEO), einer internationalen Dachorganisation zur Verbesserung der Nutzung der Erdbeobachtung zum gesellschaftlichen Nutzen, erfasst . Mehrere Weltraumagenturen bündeln ihre Satellitenressourcen, um neue Studien gefährlicher Vulkane zu ermöglichen. Weitere Vulkan-Supersites sind die isländischen, ecuadorianischen und neuseeländischen Vulkane sowie der italienische Berg. Ätna.


Frühindikatoren der Magmaviskosität könnten helfen, den Eruptionsstil eines Vulkans vorherzusagen


Mehr Informationen:
Bhuvan Varugu et al., Wachstum von Mauna Loas deichartigem Magmakörper nach Süden, angetrieben durch topografischen Stress, Wissenschaftliche Berichte (2021). DOI: 10.1038 / s41598-021-89203-6

Bereitgestellt von der University of Miami

Zitat: Neue Studie beleuchtet die Gefahren des größten Vulkans der Erde (2021, 24. Mai), abgerufen am 25. Mai 2021 von https://phys.org/news/2021-05-hazards-earth-largest-volcano.html

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