Neues von den Phlegräischen Feldern – Europas Supervulkan

Wenn von “Supervulkanen” die Rede ist, dann geht es oft um den Yellowstone-Vulkan und eventuelle Weltuntergangsfantasien. Aber eigentlich müssen wir gar nicht nach Amerika blicken, um einen “Supervulkan” (so ganz werde ich ja nicht warm mit dem Begriff) zu finden. Wir müssen eigentlich nur nach Italien fahren, bis kurz vor Neapel. Bei Neapel und Vulkanen fällt einem sicher sofort der Vesuv ein, aber der ist nicht die einzige Gefahr aus der Tiefe, die dort lauert. Und so groß seine geschichtliche Wirkung sein mag (man denke nur an Pompeji und Herculaneum), er wird von seinem Nachbarn, den Phlegäischen Feldern, noch deutlich übertroffen.

Satellitenaufnahme von Pozzuoli und den Phlegräischen Feldern.
NASA (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pozzuoli_NASA_ISS004-E-5376_added_names.jpg), „Pozzuoli NASA ISS004-E-5376 added names“, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons: https://commons.wikimedia.org/wiki/Template:PD-US

Wohnen im Fahrstuhl

Denn unweit westlich von Neapel, direkt unter der Stadt Pozzuoli liegen die Phlegräischen Felder. Diese scheinbar lose Ansammlung von rund 24 kleinen Kratern und vulkanischer Aktivität liegt mitten in einer gewaltigen Caldera mit einem Durchmesser von rund 13 Kilometern.

Auch heute noch ist das Gebiet durchaus aktiv, wie man an verschiedenen Stellen gut beobachten kann. Am bekanntesten ist die Solfatara direkt im Stadtgebiet von Pozzuoli, wo nach der Überlieferung der römische Gott der Vulkane, Vulcan, hausen soll. Jedem, der sich für Vulkane interessiert, sei ein Besuch durchaus empfohlen. Wenn man nach Pozzuoli und die umliegenden Dörfer kommt, stellt man schnell fest: Die Häuser sind entweder brandneu, oder (und das ist meistens der Fall) alt und sehen merkwürdig baufällig aus. Aber bevor man das in irgendeiner Art und Weise südeuropäischem Schlendrian zuschreiben mag, sollte man bedenken: Sie stehen in einem durchaus noch aktiven Vulkan. Und dieser Vulkan füllt von Zeit zu Zeit seine Magmenkammer (die er nach neueren Untersuchungen wohl mit dem benachbarten Vesuv gemeinsam hat).

Einströmendes Magma hebt die Erdoberfläche. Zwischen den Jahren 1968 und 1972 zum Beispiel ging es um rund 1,7 m aufwärts. Noch mal passierte ähnliches 1982 bis 1984, diesmal 1,8 m. Das zusammen mit flachen (rund 4 Kilometer tiefen) Erdbebenschwärmen hatte zu Befürchtungen geführt, ein Ausbruch könne bevorstehen. Man kann sich ohne Probleme vorstellen, welche Wirkung dieses Fahrstuhlverhalten auf die Bausubstanz hat.

Historische Ausbrüche

Perioden vulkanischer Aktivität finden sich immer wieder, so beispielsweise 1538, als sich innerhalb von acht Tagen der Monte Nuovo, der Neue Berg, erhob und der Lago d´Averno (selber ein kleiner Kratersee) vom Meer abgeschnitten wurde. Verständlich, dass man gerne mehr über das verhalten der Magmenkammer und damit über diesen Vulkan inmitten einer dicht besiedelten Zone Europas wissen möchte.

Diese vergleichsweise kleinen vulkanischen Aktivitäten sind natürlich nichts gegen den Vesuv in der Nachbarschaft. Und noch weniger gegen die vorgeschichtlichen Ausbrüche des Vulkans. Und wenn man die betrachtet, dann kann einem schon schlecht werden (und man versteht, warum der italienische Zivilschutz sicher manchmal schlaflose Nächte haben könnte).

Europas Supervulkan

Zwei Ablagerungen fallen einem ins Auge, wenn man die Gegend besucht. Das eine ist der graue Kampanische Tuff von rund 40 000 Jahren und der gelbe Neapolitanische Tuff, der mit rund 15 000 Jahre alt ist. Beide Gesteine sind Ignimbrite, also gewaltige Glutwolkenablagerungen und zeugen von zwei der heftigsten Ausbrüche des Vulkans.

Der Ausbruch, der den Kampanischen Tuff produzierte, förderte zwischen 150 und 350 Kubikkilometer vulkanisches Material. Das ist genug, um auf dem Vulkanexplosivitätsindex die Stufe 7 zu erreichen. Und mit sehr großer Sicherheit hatte dieser Ausbruch seine Folgen für die Umwelt.

Möglicherweise hat er auch in unsere eigene Geschichte eingegriffen, denn im vergleichbaren Zeitraum verschwanden in Europa die Neandertaler und der anatomisch moderne Mensch wanderte ein. Es gibt einige Forscher, die hier durchaus einen Zusammenhang sehen. Es ist also durchaus möglich, dass wir als Spezies diesem Vulkan einiges zu verdanken haben, und es verdeutlicht auch die Gefahren, die von einem Vulkan ausgehen, der zu Eruptionen des Explosivitätsindexes 7 fähig ist. Man sollte das durchaus im Hinterkopf behalten.

Der letzte Großausbruch fand vor rund 15 000 Jahren statt und förderte “nur” 40 Kubikkilometer Material. Das ist immer noch doppelt so viel wie beim Ausbruch des Krakatau 1883.

Gelber Neapolitanischer Tuff in Neapel, (Piazza San Luigi.
yiftah-s (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Napoli_Yellow_Tuff_6839.JPG), „Napoli Yellow Tuff 6839“, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/legalcode

verwaiste Aschelagen

Bislang ging man davon aus, dass zwischen diesen großen Ausbrüchen Ruhe herrschte. Allerdings finden sich entlang der nördlichen Mittelmeerküste ausgedehnte vulkanische Ablagerungen, Y-3 Tuff genannt,, für die sich bislang kein Vulkan dingfest machen lies. Die chemische Zusammensetzung dieser Ablagerungen ähnelt den bekannten Tuffen der Phlegräischen Felder sehr. Doch trotz ihrer weiten Verbreitung schienen sie ausgerechnet in der näheren Umgebung des Vulkans zu fehlen.

Man möchte meinen, es wäre schwer, die Spuren einer gewaltigen Eruption so einfach zu verstecken. Dass mehrere Kubikkilometer an vulkanischem Material nicht so einfach verschwinden. Und schon gar nicht in der Nähe ihrer Quelle, in deren Richtung sie doch normalerweise stetig mächtiger werden sollten, oder?

Das Problem ist, dass Ascheablagerungen und auch die Ablagerungen pyroklastischer Ströme nicht sehr verwitterungsbeständig sind. Wind und besonders Wasser können selbst mächtige Ablagerungen in relativ kurzer Zeit abtragen. Dazu kommen dann noch weitere Faktoren, denn auch die betreffenden Vulkane selber tragen zum Verwischen ihrer früheren Spuren bei, besonders in der Nähe der Vulkane. Jüngere Ausbrüche bedecken nicht nur die Ablagerungen älterer, sie können diese auch erodieren. Bis zu einem Punkt, wo die Unterscheidung sehr schwer werden kann.

Die mit Y-3 bezeichnete Aschenlage war ein solcher Fall. Datierungen ergaben, dass die Ablagerung der vermutlich vor rund 29 000 Jahren erfolgte. Für diese Zeit war von den Phlegräischen Feldern kein Ausbruch bekannt. Bis jetzt.

Die Phlegräischen Felder als Verdächtige

Eine Arbeitsgruppe um Paul Albert von der University of Oxford haben in Bohrungen nordöstlich der Caldera der Phlegräischen Felder sowie in Neapel vulkanische Ablagerungen gefunden, welche chemisch zu den Y-3 Aschen passen. Datierungen an Sanidinen ergaben ein vergleichbares Alter von rund 29 000 Jahren.

Die gefundenen Aschenlagen wurden als Masseria del Monte Tuff bezeichnet und stammen Berechnungen zufolge aus einer gewaltigen Eruption, welche nur wenig kleiner war als diejenige des gelben neapolitanischen Tuffs.

Insgesamt rund 16 Kubikkilometer vulkanisches Material wurden vor 29 000 Jahren in die Luft befördert, das entspricht einer Eruption des VEI von 6,6 oder in etwa der des Krakatau von 1883.

Diese neu entdeckte Eruption der Phlegräischen Felder reduziert die bekannten Ausbruchsintervalle des Vulkans auf runde 12 000 Jahre. Unangenehm, wenn man bedenkt, dass der letzte größere Ausbruch schon 15 000 Jahre her ist. Man möchte vermuten, da sei einer längst überfällig.

Dabei sollte aber nicht vergessen werden, dass diese Berechnung auf nur 3 bekannten Ausbrüchen beruht und daher entsprechend ungenau ist. Natürlich wird der Vulkan erneut ausbrechen, aber wann das sein wird, ist vollkommen unklar.

Das ist auch der Grund, warum diese Vulkane so umfangreich überwacht werden. Erdbeben und die Verformung der Erdoberfläche geben uns ebenso wie Gasströme einen Einblick, ob ein Vulkan dabei ist, zu erwachen. Es schadet dabei nicht, etwas über die vergangenen Ausbrüche zu wissen. Sie geben uns Einblick in sein Verhalten und die von ihm ausgehenden Gefahren. Und gemessen daran dürfte es sich bei den Phlegräischen Feldern vermutlich um den gefährlichsten Vulkan in Europa handeln.

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Da beschäftigen sich die Wissenschaftler mit Schwarzen Löchern und ganz nahe bei uns lauert das Unheil unter der Erde.
    Bei einem Ausbruch müsste der europäische Flugverkehr eingestellt werden. Und wir bekommen wegen der Verschmutzung der Erdatmosphäre eine kleine Eiszeit.
    Gibt es schon Vorkehrungen, wie man mit dieser Umweltkatastrophe umgehen wird ?

  2. @Robert Nicknamewechsler (derzeit bote19)

    Da beschäftigen sich die Wissenschaftler mit Schwarzen Löchern und ganz nahe bei uns lauert das Unheil unter der Erde.

    Das ist (neben Ihrem üblichen Missionierungsgewäsch) einer der Gründe, warum ich Sie für einen ignoranten Dummschwätzer halte: Weil Sie Dinge vermischen und gegeneinander aufrechnen, die nichts miteinander zu tun haben. Weil Sie auf ein beliebiges drohendes Übel verweisen und damit eine andere beliebige Grundlagenforschung für obsolet erklären wollen.

    Was sollten Ihrer Meinung nach die Astrophysiker, die bei LIGO oder am Event Horizon Telescope arbeiten, gegen einen möglichen Ausbruch der Phlegräischen Felder tun? Sollen die ihre Arbeit fallenlassen, nach Neapel eilen und sich dort neben die Fumarolen stellen, die Hände ringen und “Es ist alles so schlimm!” murmeln?

  3. Spritkopf,
    unmittelbar hat das SL nichts mit einem Vulkan gemeinsam, auf den zweiten Blick aber schon. Es geht darum, dass in unserem Universum Kräfte walten, die wissenschaftlich erklärt werden können.
    Der übergeordnete Begriff heißt Energie. Daraus abgeleitet wird der Begriff der Kraft. Und darum geht es bei einem Vulkan.
    Die Kraft der Wärme steht in einem Vulkan im Gleichgewicht mit der Gravitation.
    Und wenn die Kraft der Wärme überwiegt, bricht der Vulkan aus. Das SL funktioniert umgekehrt. Hier überwiegt die Kraft der Gravitation. Man könnte poetisch den Schluss ziehen, das SL ist der nach innen gewandter Vulkan. Und wenn man noch weiter phantasiert, dann kann aus einem Mega-SL wieder ein Big Bang werden.
    Anmerkung: Das ist hier kein wissenschaftlicher Beitrag, mit dem der Geologe oder der Kosmologe etwas anfangen kann. Das sind Gedanken eines Menschen in Vorfreude auf den Ätna, zu dem fliege ich nämlich in 14 Tagen. Da werden doch solche Gedanken erlaubt sein. Ich mache es ja nicht so morbide wie Hamlet beim Betrachten eines menschlichen Schädels.

  4. Spritkopf
    Vulkane stellen eine reale Gefahr dar, Schwarze Löcher sind nur für die Theorie von belang.
    Ich möchte auch keine Grundlagenforschung für obsolet erklären, ein stimmiges Bild des Universums ist wünschenswert.

    Die Gegenüberstellung von Dingen die miteinander nichts zu tun haben , Sie nennen es Vermischung, mache ich aus rhetorischen Gründen. Sie haben sich doch auch sofort angesprochen gefühlt und vermuten in mir einen Katastrophenjunkee oder Katastrophenbeschwörer. Nichts davon stimmt. Ich will auch niemanden verunsichern. Was ich will , ist eine gesunde Einstellung gegenüber den Risiken des Lebens.

  5. @Robert Nicknamewechsler

    Schwarze Löcher sind nur für die Theorie von belang.

    Zwischen Theorie und Spekulation gibt es einen gewaltigen Unterschied.

    Die Gegenüberstellung von Dingen die miteinander nichts zu tun haben , Sie nennen es Vermischung, mache ich aus rhetorischen Gründen. Sie haben sich doch auch sofort angesprochen gefühlt

    OK, es geht Ihnen also nur darum, dass andere auf Sie reagieren. Sie blubbern sinnbefreiten Dummquatsch daher und hoffen lediglich darauf, dass Sie eine Antwort – irgendeine! – kriegen, wie auch immer die ausfällt. Anders gesagt: Sie trollen.

    Warum tun Sie das? Ist Ihr Leben so armselig und wollen in Ihrem Alltag nur noch sowenige Leute etwas mit Ihnen zu tun haben, dass Sie nach jeder Form von menschlicher Interaktion geiern, wie traurig die auch immer sein mag? Machen Sie das auch im nicht-virtuellen Leben, an den Haaren herbeigezogenen Blödsinn zu erzählen, in der Hoffnung darauf, dass jemand sich angesprochen fühlt? Reden Sie nur noch, um den Mund bewegen und Schallwellen in Ihre Umgebung entlassen zu können?

    Achnee, eigentlich will ich das gar nicht wissen.

  6. sp
    scilogs vereinigt die Stärken wissenschaftlicher Kultur mit den Vorteilen eines blog.
    Nachdem Sie ihre Stärke als trollhunter bewiesen haben, zeigen sie mal einen von ihren Vorteilen.
    Die Kraft Ihrer Sprache haben wir ja jetzt kennengelernt, jetzt kommen die leisen Töne.

    G Ries
    In der Eifel soll sich ja auch eine plum befinden. Gibt es eine Einteilung der Vulkane nach ihrer Gefährlichkeit.?

  7. Zur Vorbereitung auf Klimakatastrophen, Atomkriege, Asteroideneinschläge oder Supervulkan-Ausbrüche empfehlen sich möglichst viele möglichst gute Atombunker mit möglichst vielen Vorräten für mehrere Jahre.
    Außerdem sollte man auch noch möglichst viele Anlagen zur Züchtung von Spirulina-Algen unter LED-Beleuchtung bauen.
    Die Energiequellen für die LED-Beleuchtung müssen dann nicht mehr umweltfreundlich sein, weil dann die Umwelt ohnehin kaputt ist.

  8. Karl Bednarik
    Die Schweizer sind uns da einen großen Schritt voraus. Wenn man Parkhäuser baut, kann man gleich darunter Überlebensbunker anlegen. In Friedenszeiten hätten wir dann auch gleich eine Wohnstatt für Wohnsitzlose und solchen, die ihre Miete nicht mehr bezahlen können.

  9. Extremvulkanismus ist wohl verantwortlich für mehrere Klimaumbrüche und Artensterben in der Erdgeschichte. Die Dinosaurier haben wohl den Asteroideneinschlag auf der mexikanischen Halbinsel Yucatán vor 66 Millionen Jahren (von dem der Krater Chicxulub zeugt) überlebt nicht aber die Folgen der massiven Vulkanausbrüche welche verantwortlich sind für die westindischen Deccan Trapps.

    Supervulkane basieren auf schwammartig aufgebauten grossen Magmakammern (siehe Magma chambers have a sponge-like structure), welche nach langsamem Temperatur- und Druckanstieg durch von unten zugeführte Erdmantelhitze schliesslich in einen kritischen Zustand geraten, der irgendwann zum Ausbruch führt. Die Vorphase vor der eigentlichen Eruption scheint ein langsamer Prozess zu sein gekennzeichnet durch Temperatur- und Druckzunahme. Supervulkane können also überwacht werden und möglicherweise können die Magmakammern sogar heruntergekühlt werden, was einen Ausbruch verhindern könnte, denn das Herunterkühlen würde das Magma von einem leichtflüssigen gashaltigen Zustand in einen zähflüssigen weniger reaktiven Zustand überführen. Doch der Aufwand dafür wäre wohl gewaltig und die einfacheren Methoden wie Kühlung von oben durch Zufuhr von Wasser durch ein Bohrloch wären sogar gefährlich. Es gibt ein Gedankenexperiment der NASA für ein Herunterkühlen der Magmakammern des Yellowstones Supervulkan. Gemäss NASA has a $3.5 billion idea to save Earth from a supervolcano apocalypse
    Dort liest man (übersetzt von DeepL): In dem Szenario schlagen sie vor, eine Reihe von Bohrungen um den Umfang des Supervulkans herum durchzuführen. Die Bohrungen würden zu den tiefsten der Welt gehören und bis zu 10 km unter der Oberfläche reichen. Sie pumpen kaltes Wasser in die Brunnen, das mit der Zeit einen Felsring um die Magmakammer kühlt. Eine Art wie, wie Kühlmittel in Ihrem Auto Wärme von seinem Motor wegträgt. Außerdem wird das Wasser auf rund 340 Grad Celsius erwärmt, während es sich durch die Kammer bewegt. So ist geplant, es durch die Brunnen zurückzuschleifen und damit einen Stromerzeuger anzutreiben, der die Umgebung für Zehntausende von Jahren mit Strom versorgen könnte und Yellowstone im Wesentlichen in ein riesiges Geothermiekraftwerk verwandelt. Und am Ende zahlt es sich am Ende aus.

    Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass ja, in der Theorie, das könnte funktionieren. Aber würden wir es jemals wirklich versuchen? Wahrscheinlich nicht. Zum einen müsste man 20 Gigawatt Energie gewinnen, um den Vulkan auf eine sichere Temperatur zu kühlen, die schätzungsweise 16.000 Jahre von Anfang bis Ende dauern würde. Ganz zu schweigen davon, dass der Plan 3,46 Milliarden Dollar kosten würde. Das sind etwa 20% des Jahresbudgets der NASA.

    Ja, aus globaler Perspektive wäre der Aufwand für die Herunterkühlung des Yellowstone Supervulkans mit 3.46 Milliarden bescheiden, doch aus lokaler Sicht ist es zu teuer. Ganz ähnlich ist es beim Klimaschutz: für jedes einzelne Land lohnt es sich nicht etwas zu tun, global gesehen lohnt es sich aber schon.

    • Um ganz ehrlich zu sein, ich halte diesen Vorschlag für Blödsinn. Aus Gründen, die definitiv zu weit führen, sie hier im Einzelnen darzulegen. Nur soviel: Wenn du das Magma herunterkühlst, gehen die Gase die darin gelöst werden, nicht einfach nach Hause.

  10. Man könnte private Investoren für die einzelnen Geothermie-Kraftwerke interessieren.
    Eine stabile Grundlast-Energieversorgung bringt sicher Geld ein.
    Nach und nach bilden dann die einzelnen Geothermie-Kraftwerke die gewünschte geometrische Anordnung.
    Die Frage ist, wenn man einen Vulkan zuklebt, kommt er dann womöglich an anderer Stelle heraus?

  11. Nachtrag:
    Wenn man viel überschüssige Energie sinnvoll einsetzen will, dann kann man Kohlenwasserstoffe aus dem überschüssigen Kohlendioxid der Luft herstellen.
    Slogan: Supervulkan rettet das Klima.

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