Der Ausbruch des Unterseevulkans Hunga Tonga-Hunga Ha‘apai im Pazifik am 15. Januar 2022 war die stärkste Eruption eines Vulkans in den letzten 30 Jahren. Der Ausbruch ließ Teile des Vulkanbergs einbrechen und verursachte ein Seebeben und Tsunamis, die sich im ganzen Pazifik ausbreiteten und für Überschwemmungen sorgten. Die riesige Aschewolke überzog den gesamten Tonga-Archipel mit giftiger Vulkanasche und erreichte auch Australien und Neuseeland. Der durch die Reaktion der vulkanischen Produkte mit dem Meerwasser erzeugte Wasserdampf schoss bis in die Stratosphäre und reicherte sie mit genug Wasser an, um 58.000 olympische Schwimmbecken zu füllen. Die gesamte Eruptionswolke reichte sogar über die Stratosphäre hinaus bis in die Mesosphäre – es war die höchste je dokumentierte Ausbruchswolke einer Vulkaneruption.
Seismologische Spurensuche
Doch was diesen dramatischen Vulkanausbruch letztlich auslöste, ist bisher unklar. Bekannt ist, dass der Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in einer Subduktionszone liegt, einer Zone, in der die Pazifische Erdplatte unter die Australische Kontinentalplatte abtaucht. Er war schon früher stark aktiv und erst seine Lava verband im Jahr 2014 die beiden zuvor getrennten Inseln Hunga Tonga und Hunga Haʻapai – daher der lange Doppelname des Vulkans. Auch im Dezember 2021 gab es eine Eruption, die jedoch Anfang Januar 2022 zunächst beendet schien – bis dann am 14. Januar 2022 der große Ausbruch geschah. Doch wann genau begann er und wodurch? „Basierend auf den Oberflächenphänomene gingen die meisten Studien davon aus, dass die Eruption um 04:00 Uhr nachts Weltzeit begann“, berichten Takuro Horiuchi und seine Kollegen von der Universität Tokio. Doch weil es auf Tonga selbst keine seismologischen oder anderen vulkanologischen Überwachungsstationen gab, blieb unklar, was unmittelbar davor geschah. Deshalb hat das Team um Horiuchi nun noch einmal seismologische Daten analysiert, die auf den rund 740 Kilometer entfernten Inseln Fidschi und Futuna aufgezeichnet wurden – den dem Vulkan am nächsten liegenden seismologischen Messstationen.
Dabei zeigte sich, dass es schon vor Einsetzen der Haupteruption ein auffälliges seismisches Signal gegeben hatte: „Wir können bestätigen, dass es rund 15 Minuten vor der Eruption ein Vorläufer-Ereignis gab, das eine signifikante seismische Welle erzeugte“, berichtet das Team. Wie sie erklären, handelte es sich dabei um eine sogenannte Rayleigh-Welle, einen Typ von Oberflächenwellen, bei denen der oberflächennahe Untergrund rollende Bewegungen durchführt. „Zwar geht Vulkanausbrüchen oft eine seismische Aktivität voraus, aber diese Wellen sind meist schwach und nur im nahen Umfeld von einigen Kilometern um den Vulkan detektierbar“, erklärt Horiuchi. Beim Tonga-Vulkan war diese Welle jedoch noch hunderte Kilometer entfernt deutlich nachweisbar. „Wir vermuten daher, dass es zum Zeitpunkt dieses Vorläufersignals ungewöhnlich starke Untergrundbewegungen gegeben haben muss“, so der Forscher.
