Der durchleuchtete Vulkan

Mit Erdbebenwellen schauen Geophysiker in das Innere des Ätnas. Damit lockt eine neue Methode für eine zuverlässigere Ausbruchprognose von Vulkanen.

Aschewolke über dem Ätna auf Sizilien
Aschewolke über dem Ätna auf Sizilien

Catania (Italien) - Über 40.000 Menschen sind auf dem Philippinen aus der Umgebung um den aktiven Vulkan Mayon schon geflohen. Kleine Erdbeben, erste Explosionen des Berges und ausgestoßene Aschewolken lassen die Vulkanologen vor Ort einen größeren Ausbruch in Kürze erwarten. Eine längerfristige Vorhersage ist das Ziel von italienischen Geophysikern. Sie durchleuchteten den Ätna auf Sizilien vor und nach seinem Ausbruch Ende des Jahres 2002 mit Erdbebenwellen. In der Zeitschrift "Science" erläutern sie ihre Forschung, die zu einem verlässlicheren Frühwarnsystem führen könnte.

"Wir glauben, dass eine vierdimensionale Tomographie oft für ein Vulkan-Monitoring genutzt werden könnte", schreiben Domenico Patanè und seine Kollegen vom Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia in Catania. Ihr Verfahren ist dabei vergleichbar mit einer Computertomografie, bei der Patienten mit Röntgenstrahlen durchleuchtet werden. Nur zeichnen die italienischen Vulkanologen stattdessen Erdbebenwellen mit einem engmaschigen Netz aus so genannten Geophonen rund um den etwa 3400 Meter hohen Ätna auf.

Der Schlüssel zur Aktivität des Vulkans liegt dabei in seiner Magmakammer. Diese füllt sich mit der Zeit mit flüssigem Gestein aus tieferen Erdschichten. Dabei steigt der Druck so weit an bis es schließlich zu einem Ausbruch kommt. Genau dieser Magmafluss lässt sich bei einer regelmäßigen Durchleuchtung beobachten und in dreidimensionale Innenaufnahmen des Vulkans umsetzen. Denn die durchlaufenden Erdbebenwellen breiten sich in dem flüssigen Gestein anders aus als in der die Magmakammer umschließenden, erstarrten Masse. Diese Laufzeitunterschiede können Veränderungen und aktuelle Ausdehnung des Magmareservoirs offenbaren.

"Die neue Methode ist sehr viel differenzierter als die bisherigen", schreibt Gillian R. Foulger von der britischen Durham University in einem begleitenden Kommentar. Er vergleicht die neue Methode dabei mit Gasmessungen an Vulkanhängen oder exakte Fotografien von aktiven Bergen, die sich vor einem Ausbruch leicht aufblähen können. Ob diese Erkenntnisse auch bei anderen Vulkanen wie dem Merapi in Indonesien oder aktuell am Mayon angewendet werden können, bleibt jedoch offen. Denn im Unterschied zu diesen spannten Vulkanologen rund um den Ätna ein weltweit einzigartig engmaschiges Netz aus Geophonen. Auch die Mechanismen, denen Vulkanen bei ihrem Ausbruch folgen, können sich von Berg zu Berg unterscheiden.