Vor den Komoren Forscher weisen riesige Magmakammer unter Indischem Ozean nach
Computersimulation der Erdbebenaktivität und der Magmakammer
Foto: S. Heimann/ GFZEs müssen gewaltige Mengen geschmolzenes Gestein gewesen sein, die sich in großer Tiefe unter dem Meer in Bewegung setzten: 2018 brach nahe der Inselgruppe der Komoren im Indischen Ozean ein neuer Unterwasservulkan aus. Die damit verbundenen Erschütterungen waren so heftig, dass sich die nächstgelegene Insel Mayotte bis heute um etwa 20 Zentimeter verschoben hat.
Jetzt haben Wissenschaftler des Geoforschungszentrums in Potsdam (GFZ) die Entstehung des submarinen Vulkans zwischen Afrika und Madagaskar genauer untersucht. Die Ergebnisse des Teams um den Seismologen Simone Cesca sind in der Fachzeitschrift "Nature Geoscience" erschienen. Anhand von Erdbebensignalen fanden sie heraus, dass sich nahe Mayotte eines der tiefsten und größten jemals entdeckten aktiven Magmareservoirs im oberen Erdmantel teilweise entleert hatte.
Forschungsleiter Simone Cesca an seinem Arbeitsplatz: Auswertung von Erdbebensignalen
Foto: Privat/ IdW"Da der Meeresboden etwa drei Kilometer unter der Wasseroberfläche liegt, hat von dem enormen Ausbruch fast niemand etwas mitbekommen", sagte Torsten Dahm vom GFZ. Dennoch bestünden für die Insel bis heute Gefahren, weil die Erdkruste über dem tief liegenden Reservoir weiter einbrechen und stärkere Erdbeben auslösen könne.
Magmakammer mit mehr als 3,4 Kubikkilometern
Für ihre Forschung analysierten die Wissenschaftler die seit 2018 in der Region aufgezeichneten seismischen Signale. Im Mai des Jahres wurde zunächst eine ungewöhnliche Abfolge Tausender kleiner Erdbeben registriert, die mit einer Magnitude von 5,9 ihren Höhepunkt erreichte. Ab Juni trat dann eine ganz neue Form von Erdbebensignalen auf, die so stark waren, dass sie in bis zu tausend Kilometern Entfernung aufgezeichnet werden konnten.
Diese 20 bis 30 Minuten langen Signale zeichneten sich durch besonders harmonische, tiefe Frequenzen aus. Sie werden als Very-Long-Period-Signale (VLP) bezeichnet. Die Forscher gehen davon aus, dass ihr besonderer Frequenzgehalt durch die Resonanzschwingung der Magmakammer unter dem Meeresgrund entsteht. Je tiefer die Schwingungen sind, desto größer ist das Magmareservoir.
Dass die Resonanztöne der VLPs in diesem Fall so ungewöhnlich tief und stark waren, ließ die Forscher aufmerken. Die aufgezeichneten Signale deuteten auf eine Magmakammer gewaltigen Ausmaßes hin - ganz anders als bei bislang bekannten Unterwasservulkanen. Den Wissenschaftlern zufolge hat sie ein Volumen von mehr als 3,4 Kubikkilometern.
Cesca und seine Kollegen bestimmten daraufhin verschiedene Phasen der Vulkanentstehung und des Ausbruchs. Die erste Häufung Tausender kleiner Erdbeben im Mai 2018 deuteten sie als eine schnelle, nach oben gerichtete Bewegung von Magma aus einem tiefen Mantelreservoir, das mehr als 30 Kilometer unter der Erdoberfläche liegt. Anschließend begann das Magma am Meeresboden auszufließen und einen neuen Unterwasservulkan zu bilden.
In dieser zweiten Phase nahm die Erdbebenaktivität zunächst wieder ab. Allerdings entstanden die starken und langanhaltenden VLP-Signale erst jetzt. "Wir interpretieren das als ein Zeichen des Zusammenbruchs der tiefen Magmakammer", sagte die Koautorin der Studie, Eleonora Rivalta.
