Entgegen der landläufigen Vorstellung schießen Lava und Asche bei einem Vulkanausbruch keineswegs immer aus dem zentralen Schlot eines Vulkans – im Gegenteil: Sehr häufig bahnt sich das Magma bei seinem Aufstieg von der Magmakammer einen neuen Weg und tritt dann an der Flanke des Feuerbergs aus. Manchmal können diese neuen Schlote sogar kilometerweit vom Zentrum des Vulkans entfernt liegen, wie beispielsweise im Jahr 2014 beim Ausbruch des Vulkans Bardarbunga auf Island oder beim Kilauea auf Hawaii im August 2018 zu beobachten war. Noch extremer ist dieser Hang zu dezentralen Eruptionen bei Supervulkanen, die keinen Berg bilden, sondern nach ihren Ausbrüchen große kesselartige Senken hinterlassen – die Calderen. Diese können von den Schloten späterer Ausbrüche förmlich durchlöchert sein. “Calderen sehen oft aus wie ein mit Maulwurfshügeln bedeckter Rasen”, sagt Erstautorin Eleonora Rivalta vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam.
Geophysik und Statistik kombiniert
Dieses Phänomen aber macht es extrem schwer, den genauen Ort der nächsten Eruption bei einem solchen Vulkan vorherzusagen. Hinzu kommt: “Die Eruptionen solcher Calderen sind selten und liegen zeitlich weit auseinander”, erklären Rivalta und ihr Team. Zusammen mit dem oft riesigen Ausmaß der Vulkansenken ist eine Risikoprognose daher eine echte Herausforderung für die Vulkanologie. “Bisherige Ansätze basierten auf Statistiken über die Orte vorhergegangener Eruptionen”, sagt Rivalta. Man nahm dabei an, dass vorhandene Schlote Schwachstellen im Untergrund bilden, durch die beim nächsten Mal Magma leichter aufstiegen kann. Doch Beobachtungen belegen, dass die meisten Caldera-Schlote nur bei einem Ausbruch aktiv sind und dann nicht wieder. Allerdings gibt es Hinweise darauf, dass neue Schlote dazu neigen, in Nachbarschaft schon vorhandener, alter Lavaaustrittsöffnungen zu entstehen.
“Das Problem ist, dass oft nur wenige Dutzend Schlote auf der Vulkanoberfläche sichtbar sind, da große Ausbrüche dazu führen können, dass vergangene Eruptionsmuster überdeckt oder verwischt werden”, sagt Rivalta. “Eine dünne Datenlage führt dann zu groben Karten mit großen Unsicherheiten.” Um dieses Problem zu umgehen, haben sie und ihre Kollegen nun eine neue Methode für die Lageprognose von Schloten entwickelt. “Wir verwenden das aktuellste physikalische Wissen darüber, wie Magma sich unterirdisch ausbreitet, und kombinieren das mit einem statistischen Verfahren und dem Wissen über die Struktur und Geschichte des Vulkans”, erklärt die Vulkanologin. Konkret ermitteln die Forscher dafür Faktoren wie die Lage der Magmakammer, die Spannungsverteilung im Untergrund oder die Lage von vulkanischen Eruptivgängen.
