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Tiefe Erdbeben weisen auf Aufstieg magmatischer Fluide unter dem Laacher See hin

Der Laacher See, Krater eines Vulkanausbruch vor knapp 13.000 Jahren. Foto: Df1paw / <a href="https://commons.wikimedia.org/"target="_blank">Wikimedia Commons</a>

Frequenzen liegen unterhalb der menschlichen Wahrnehmung / Gefahr vulkanischer Aktivität besteht aber aktuell nicht

In der Osteifel könnten unter dem Laacher-See Magmen aus dem Erdmantel in die mittlere und obere Erdkruste aufsteigen. Darauf deuten tiefe und niedrigfrequente Erdbeben hin, die Wissenschaftler kürzlich gemessen haben. Solche Beben liegen unterhalb der Grenze der menschlichen Wahrnehmung.

Allerdings gibt es keine Anzeichen für eine aktuell bevorstehende vulkanische Aktivität.

Diese Erkenntnisse gehen aus einer Studie verschiedener wissenschaftlicher Einrichtungen hervor: des Erdbebendienstes Südwest, des Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Landeserdbebendienstes Nordrhein-Westfalen.

Die Wissenschaftler sprechen von „Deep-Low-Frequency-“ Erdbeben (DLF-Erdbeben). Sie werden in einer Tiefe zwischen 10 und über 40 km erzeugt, das heißt in der Erdkruste und im oberen Erdmantel. Ihre dominanten Schwingfrequenzen liegen zwischen 1 und 10 Hertz, und damit deutlich niedriger als tektonische Erdbeben vergleichbarer Stärke.

„DLF-Erdbeben gelten weltweit als Hinweis auf die Bewegung magmatischer Fluide in großer Tiefe“, erläutert Professor Torsten Dahm, Sektionsleiter Erdbeben- und Vulkanphysik am GFZ. „Unter aktiven Vulkanen, beispielsweise auf Island, in Japan oder Kamtschatka, lassen sich solche Erdbeben regelmäßig beobachten.“

Darstellung der tektonischen Erdbeben (Kreise) und DLF-Erdbeben (Sterne) in der Osteifel. Quelle: Hensch et al.

Die Ergebnisse der Studie in der Osteifel legen nahe, dass unter dem Laacher-See-Vulkan magmatische Fluide aus dem oberen Erdmantel in die Erdkruste aufsteigen. Dies lässt sich als Hinweis darauf auffassen, dass Magmenkammern in der Erdkruste unterhalb des Laacher Sees existieren und sich langsam füllen.

„Dank eines umfangreichen Ausbaus der seismologischen Messnetze in Rheinland-Pfalz und den angrenzenden Gebieten ließen sich 2013 erstmals tiefe und tieffrequente Erdbeben unter der Osteifel registrieren“, sagt Studienleiter Dr. Martin Hensch vom Verbund der Landeserdbebendienste. „Insgesamt wurden in den vergangenen 5 Jahren 4 räumlich eng begrenzte Gruppen solcher DLF-Erdbeben in der Osteifel nachgewiesen.“

Die Bebengruppen sind vom Laacher See aus steil nach unten in Richtung Südosten abfallend angeordnet. Neben der räumlichen Trennung ist auch das zeitliche Auftreten dieser DLF-Beben scharf begrenzt: Bis jetzt haben die Experten 8 Episoden solcher Beben zwischen 40 Sekunden und acht Minuten Dauer beobachtet.

Allerdings werten die Forscher die beobachteten Erdstöße nicht als unmittelbares Vorläufersignal einer aktuell bevorstehenden vulkanischen Aktivität. „Der Aufstieg von Magma in die flache Erdkruste geht in aller Regel mit hochfrequenten Erdbebenschwärmen einher. Eine solche Aktivität war in der Osteifel bis jetzt nicht zu beobachten“, berichtet Joachim Ritter. „Außerdem fehlen Hinweise auf Hebungen der Erdoberfläche, die bei massiven Magmenaufstiegen deutlich feststellbar sein müssten“, ergänzt Torsten Dahm.

Datierungen der beim letzten Ausbruch vor 12.900 Jahren geförderten Magmen zeigen, dass Befüllung und Differenziation der oberen Magmenkammer unter dem Laacher See etwa 30.000 Jahre gedauert haben könnten, bevor es zum eigentlichen Ausbruch kam. Das bedeutet, dass die magmatischen Prozesse sich über extrem lange Zeiträume hinziehen.

Erdbebendienst Südwest

„Deep low-frequency earthquakes reveal ongoing magmatic recharge beneath Laacher See Volcano (Eifel, Germany)“. Martin Hensch, Torsten Dahm, Joachim Ritter, Sebastian Heimann, Bernd Schmidt, Stefan Stange and Klaus Lehmann. Geophysical Journal International, 2018.

(21.02.2019)