Warum wir uns bei vermeintlich erloschenen Vulkanen in falscher Sicherheit wiegen
Methana, ein Vulkan in der griechischen Ägäis, galt als erloschen, weil er mehr als 100'000 Jahre lang kaum mehr vulkanische Aktivitäten zeigte. Anhand bestimmter Mineralien, die in ausgestossenem magmatischem Gestein finden lassen, weisen ETH-Forschende nun nach, dass sich im Untergrund in dieser Zeit trotzdem sehr viel Magma ansammelte. Damit wird klar, dass inaktive Vulkane, insbesondere jene entlang von Subduktionszonen, besser überwacht werden müssen und dass deren Gefahrenpotential neu beurteilt werden sollte.
Keine Aschewolken, keine Lava, keine explosiven Ausbrüche: Mehr als 100'000 Jahre lang war der griechische Vulkan Methana fast vollständig ruhig. Er galt als erloschen – so wie viele andere Vulkane auch.
Unter der Leitung von Olivier Bachmann, Professor für Vulkanologie und magmatische Petrologie der ETH Zürich, hat nun ein internationales Forschungsteam die Geschichte des Vulkans akribisch rekonstruiert – und dabei Erstaunliches entdeckt: Während Methana an der Oberfläche nur sehr geringe vulkanische Aktivität entwickelte, sammelten sich tief in seinen Magmakammern stetig grosse Mengen an Magma an. Die Studie dazu wurde soeben in der Fachzeitschrift externe SeiteScience Advances veröffentlicht.
Kristalle zeigen Geschichte von Eruptionen
Um dem Vulkan dieses Geheimnis zu entlocken, untersuchten die Forschenden winzige Mineralien, sogenannte Zirkone. Diese kleinen Kristalle entstehen, wenn das Magma im Inneren von entsprechenden Reservoiren in der Erdkruste abkühlt. Sie funktionieren wie natürliche Zeitkapseln: Zirkone speichern, wann und unter welchen Bedingungen sie gewachsen sind.
Die Forschenden analysierten mehr als 1250 solcher Kristalle, die eine Zeitspanne von 700'000 Jahren Vulkangeschichte abdecken. Dadurch konnten sie das Innenleben des Vulkans sehr genau rekonstruieren.
Die Resultate zeigen klar: Tief im Untergrund von Methana wurde fast kontinuierlich Magma gebildet. Es gab zwar Phasen mit Ausbrüchen – aber auch eine besonders lange Pause von über 100'000 Jahren, in der es nur sehr wenig vulkanische Aktivität an der Oberfläche gab.
Genau in dieser Phase wuchsen die meisten Zirkone. «Das ist ein klares Zeichen, dass im Untergrund das Magma sehr aktiv war – nur eben ohne an die Oberfläche zu gelangen», erklärt der Erstautor der Studie Răzvan-Gabriel Popa, der in Bachmanns Gruppe arbeitet.
Warum blieb das Magma in Methana stecken?
Die Forschenden erklären sich das Verhalten des Vulkans vor allem mit dem Wassergehalt des Magmas. Die Gesteinsschmelze, welche die Magmakammer in der oberen Erdkruste versorgte, enthielt sehr viel Wasser, war damit also deutlich wasserreicher als die Forschenden erwartet hatten. Solche «superhydrierten» Magmen enthalten mehr als sechs Gewichtsprozent Wasser.
Der Wasserüberschuss verändert alles: Wenn dieses Magma durch die Kruste aufsteigt, wird es wassergesättigt und bildet Blasen. Im Gegenzug löst die Wassersättigung die Kristallisation des Magmas aus. Dadurch verringert sich dessen Mobilität.
Solches Magma bremst sich beim Aufstieg regelrecht selbst aus, wie die Forschenden mit physikalischen und thermodynamischen Modellen zeigen konnten. Es wird immer langsamer – und bleibt schliesslich in der Erdkruste stecken. Das Ergebnis: kein Ausbruch, aber ein wachsendes Magmareservoir in mehreren Kilometern Tiefe.
Erdmantel befeuchtet Magmaproduktion
Woher kommt aber dieses extrem wasserreiche Magma? Die Antwort liefert der Erdmantel. Unter Methana wird der Mantel stark von Materialien beeinflusst, die mit einer abtauchenden Erdplatte in die Tiefe gelangen, darunter Sedimente des Meeresbodens und grosse Mengen Wasser. Dieser Vorgang «befeuchtet» den Erdmantel und macht die Magmaproduktion besonders effektiv.
Paradoxerweise kann also mehr Magma-Nachschub aus der Tiefe zu weniger Ausbrüchen führen, weil das Magma zu viel Wasser hat und zu kristallin ist, um die Oberfläche zu erreichen.
Der griechische Vulkan ist kein Einzelfall. Die Forschenden vermuten, dass viele Vulkane im Bereich von Subduktionszonen – also dort, wo ozeanische Platten unter Kontinente abtauchen – periodisch durch besonders wasserreiches und primitives Magma gespeist werden.
«Diese superhydrierten Gesteinsschmelzen könnten in Vulkanen, die nahe an Subduktionszonen liegen, vorherrschen», so Popa. «Methana ist ein gutes Beispiel dafür, wo wir diesen Effekt klar beobachten konnten. Die Auswirkungen unserer Ergebnisse lassen sich jedoch verallgemeinern und sind weitreichend».
Zehntausende Jahre Ruhe bedeutet nicht Entwarnung
Die wichtigste Botschaft der Studie ist klar – und beunruhigend: Eine lange vulkanische Ruhephase bedeutet nicht, dass ein Vulkan für immer erloschen ist. Sie kann im Gegenteil sogar darauf hindeuten, dass sich im Untergrund ein grösseres und potenziell gefährlicheres Magmasystem aufbaut.
Das ist besonders relevant für die Gefahreneinschätzung: Vulkane, die seit zehntausenden Jahren nicht ausgebrochen sind, gelten oft als erloschen und werden kaum überwacht. Doch Methana zeigt, wie riskant diese Annahme sein kann: Solche Vulkane können Jahrtausende lang schlafen, während sie im Inneren grossen Druck für ein zukünftiges Wiedererwachen aufbauen.
Lehren für andere Vulkane
«Für die Behörden, die für Vulkanrisiken zuständig sind, bedeutet dies: Sie müssen die Gefährdungsstufe von Vulkanen, die seit Jahrtausenden ruhig sind, aber regelmässig Anzeichen für magmatische Aktivität zeigen, neu bewerten», sagt Bachmann.
Moderne Überwachungsmethoden – etwa zur Erfassung von Erdbeben, Bodenverformungen oder entweichenden Gasen, aber auch die Abbildung und Untersuchung des Untergrunds mittels hochauflösender geophysikalischer Methoden – können helfen, solche verborgenen Prozesse frühzeitig zu erkennen.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
https://eaps.ethz.ch/personen/profil.razvan-popa.html
Originalpublikation:
Popa, R.G., Bachmann, O., Guillong, M., Giuliani, A. A volcano reawakens after more than 100,000 years of “silent” magma reservoir growth. Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aec9565
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