Fast möchte man zur Tagesunordnung zurück
Nach drei Tagen, ein schwaches Beben um 14:30 Uhr
Manch einer wird sich fragen, warum machen wir hier eigentlich die Pferde scheu. - Ein paar kleine Beben, die kein Mensch spürt, und schon schicken die Heerscharen an Wissenschaftlern auf die Insel und tun so, als wären wir der plötzliche Mittelpunkt der seismischen Verzückung. - Auch auf die Gefahr hin mich zu wiederholen. - In der Tat, diese Beben sind in einer vulkanisch aktiven Zone normal und üblich, und auch sehr schwach und zu tief um irgendjemand mit auch nur einem geringen Vorwissen zu beunruhigen. - Das außergewöhnlich aber daran ist, dass es eben hier unter der Insel 40 Jahre keine solche seismische Episode gegeben hat. - Eben weil es bei uns schon anormal ruhig war, ist diese, für vulkanisch aktive Zonen normale Aktivität neu, und darum der ganze Aufwand mit der nun stärkeren Überwachung und dem Medienecho.
Wenn wir nun die jetzigen Vorgänge unter La Palma mit denen unter El Hierro aus dem Jahr 2011 vergleichen, dann wird schnell klar, dass wir es hier bislang mit einem viel geringeren Ausmaß an Aktivität zu tun haben. - Von Juli 2011 bis Oktober steigerten sich unter der Nachbarinsel die Beben auf 50 bis 100 pro Tag, von denen bis zu einem Drittel auch über dem Wert von 2,0 lagen. - Das ist heute und hier anders, auch wenn wir nach ein paar Tagen noch kein Resümee ziehen dürfen, tippen die allermeisten Beobachter doch auf einen anderen Verlauf, eben auf eine horizontale Verschiebung von Magma dort unter der 20 Kilometer Marke. Und das nicht nur hier unter La Palma, sondern auch unter Tenerife und der Meerenge zwischen Tenerife und Gran Canaria, wo es auch seit Monaten bereits eine erhöhte Anzahl von Beben gegeben hat. - Am kommenden Montag hieß es, will man uns dann die Ergebnisse der Reihenuntersuchungen der mehreren Tausend "Schnüffelproben" geben, welche fleißige Wanderer mit lustigen Rücksäcken momentan auf der Insel sammeln. - Rainer Olzem und Timm Reisinger haben auch nun wieder Profikost für uns und erklären uns heute Grundlegendes um die Überwachung von Vulkanen, selbstverständlich immer im Bezug zu unserem Inselchen La Palma.
Der heutige Artikel von Rainer Olzem und Timm Reisinger lautet:
Die Überwachung von Vulkanen - Vorhersage von Vulkanausbrüchen
Vulkanausbrüche mit katastrophalen Folgen sind, statistisch gesehen, sehr selten. In ihrer Häufigkeit liegen sie zusammen mit Erdbeben nur auf Platz 5 der Hitliste der Naturkatastrophen, die häufigsten sind Waldbrände, Überschwemmungen, Seestürme und Heuschreckenplagen.
Für die Überwachung von Vulkanen stehen generell fünf Methoden zur Verfügung, die je nach Vulkan-Charakteristik in unterschiedlicher Kombination eingesetzt werden:
* die Aufzeichnung seismischer Aktivität,
* die geodätische Überwachung der Topographie,
* die Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veränderungen,
* die Erfassung von oberflächennahen Temperaturerhöhungen und
* die chemische Analyse aufsteigender vulkanischer Gase.
Aufzeichnung seismischer Aktivität
Die Stationen zur Vulkanüberwachung auf La Palma (IGN)
Ein Eruptionsprozess wird zunächst vom Aufstieg des Magmas eingeleitet. Wenn das Magma auf vorgezeichneten oder neuen Bruchlinien, Spalten oder Rissen zur Erdoberfläche emporsteigt, entstehen durch Spannungen im Umgebungsgestein und durch Entgasungsprozesse des Magmas charakteristische seismische Signale. Gestein zerbricht dabei und Risse beginnen zu vibrieren. Die Zerstörung von Gestein löst Erdbeben mit hoher Frequenz aus, das sind die vulkanotektonischen Beben, die Bewegung der Risse dagegen führt zu niedrig frequenten Beben, dem so genannten Tremor.
Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln, wird in der Regel ein Netz von äußerst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet. Denn gerade die schwachen Erdbeben, die eine Stärke von weniger als 1 haben, sind häufig Anzeichen dafür, dass ein Vulkan aktiv wird. Über ein automatisches Übertragungssystem werden die Daten direkt zum vulkanologischen Institut weitergeleitet. Mit Hilfe moderner Technik werden Veränderungen der seismischen Aktivität heute in Echtzeit ermittelt. Strukturen und Vorgänge unter der Erdoberfläche können damit unmittelbar und exakt dargestellt und analysiert werden.
Geodätische Überwachung
Dringt Magma aus der Tiefe nach oben, so können in bestimmten Bereichen des Vulkans Deformationen der Erdoberfläche in Form von Aufbeulungen, Absenkungen, Neigungen, Buckeln und Rissen entstehen. Diese Deformationen können mit meist in Bohrlöchern des Gesteins fest installierten Neigungsmessern (Klinometern) und Dehnungsmessern (Extensiometern) vor Ort gemessen werden. Diese Phänomene können aber auch schon mit einfachen Mitteln wie zum Beispiel mit einem Bandmaß oder durch aufgesprühte Linien erkannt werden.
Anfang August 1982 hatten Geologen im Kraterboden des Mount St. Helens in den USA viele schmale Bodenrisse entdeckt und sie mit Farblinien markiert. Zwei Tage später bereits waren die Linien deutlich gekrümmt, was eine Veränderung der Risse durch aufsteigendes Magma anzeigte. Wenige Tage später kam es zu einer heftigen Eruption des Vulkans. Im Oktober 2004 wurde am Mount St. Helens eine Aufbeulung einer Vulkanflanke von mehr als 100 m beobachtet, die auch mit bloßem Auge sichtbar war.
Eine komplexere und exaktere Methode zur Erfassung morphologischer Veränderungen ist zum Beispiel die Messung horizontaler Entfernungen mit Electronic-Distance-Meters (EDM). Ein EDM kann elektromagnetische Signale senden und empfangen. Die Wellenphase verschiebt sich dabei in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen EDM und reflektierendem Objekt und gibt damit das Ausmaß der entstandenen Verschiebung an. EDMs haben Reichweiten bis zu 50 km und hohe Messgenauigkeiten von wenigen Millimetern. Oberflächenveränderungen vor allem größerer Gebiete und abgelegener Vulkane werden mit Hilfe von satellitengestützten geodätischen Messverfahren beobachtet.
Da sich in Folge von Deformationen des Geländes auch Grundwasser- und Oberflächenwasserstände relativ zu einander verändern können, werden oft Grundwassermessstellen eingerichtet und in gewässernahen Gebieten Fluss- und Seewasserpegel installiert.
Vulkanische Messstation
Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veränderungen
Dringen heiße Gesteinsschmelzen in oberflächennahe Erdschichten, so werden lokale Veränderungen im Schwerefeld beobachtet. Diese örtlichen Veränderungen werden durch Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein verursacht. Solche so genannten mikrogravimetrischen Anomalien lassen sich mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern entdecken, die an aktiven Vulkanen zum Einsatz kommen. Beim Magma-Aufstieg können auch lokale Änderungen des Magnetfeldes registriert werden, die durch thermische Einwirkungen verursacht werden.
Erfassung von Temperaturerhöhungen
Der Aufstieg des etwa 1.200°C heißen Magmas aus einer Magmakammer oder direkt aus dem oberen Erdmantel geht in erster Linie mit einer lokalen Temperaturerhöhung des Nebengesteins einher. Mit Hilfe ortsfester Stationen zur Temperaturmessung und durch Infrarot-Aufnahmen von Satelliten aus können solche thermischen Aufheizungen festgestellt werden, die durch oberflächennahe Stauung aufgestiegener Schmelzen entstehen.
Analyse aufsteigender Gase
Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivität. Änderungen ihrer Menge, ihrer Temperatur und ihrer chemischen Zusammensetzung sind für die Vorhersage eines Vulkanausbruchs von grundlegender Bedeutung. Generell sind die Schwankungen im Chemismus der Gase umso höher, desto heißer die Gase sind und desto reger die vulkanische Aktivität ist. Bei hohem Gasausstoß lässt sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres Absorptionsspektrums im sichtbaren Licht auch durch Fernerkundung bestimmen.
Die geochemische Überwachung erstreckt sich auch auf die Beobachtung von Grundwasser und von Quellen. Denn unterirdisches Wasser wird oft von vulkanischen Gasen kontaminiert, die dem Magma entweichen und sich im Boden ausbreiten.
Gasfluss-Messgerät des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung, Kiel, zur Messung der Schwefel-Dioxid-Konzentration in vulkanischen Gasen
Trotz der Vielzahl der Frühwarnsysteme und vieler neuer Erkenntnisse auf diesem Gebiet wird sich bei Vulkanausbrüchen eine gewisse Unberechenbarkeit nie ausschalten lassen. Parallel zur Vorhersage gefährlicher Eruptionen sind Schutzmaßnahmen, Risiko- und Handlungspläne, Aufklärung der betroffenen Bevölkerung und gesetzliche Regelungen für den Ernstfall notwendig.
Familie Ingrid & Mathias Siebold
Calle el Torreón 5/7
E-38750 El Paso
La Palma, Islas Canarias, Spanien
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