Gefährlichen Vulkanen in den Krater geschaut´: "Hochrisikovulkanismus am aktiven Kontinentrand des Sundabogens"

Ein einziger Ausbruch des indonesischen Vulkans Krakatau im Jahre 1883 kostete mehr als 36.000 Menschen das Leben. Merapi ist einer der aktivsten Vulkane Indonesiens und befindet sich in einer der am dichtesten besiedelten Gegenden der Welt.

Beide Vulkane sollen nun als typische Vertreter eines bestimmten Ausbruchsverhaltens in Teilprojekten des Programms „Hochrisikovulkanismus am aktiven Kontinentrand des Sundabogens“ (SUNDAARC) aus dem Themenschwerpunkt „Kontinentränder: Brennpunkte im Nutzungs- und Gefährdungspotenzial der Erde“ untersucht werden. Das seit Beginn des Jahres laufende Programm wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung eingerichtet. Neben Krakatau und Merapi werden fünf weitere Vulkane als Vergleich untersucht werden. Damit soll bei ihnen, aber auch vergleichbaren Vulkanen in anderen Regionen, Ausbrüche besser vorhergesagt werden können. Eines der insgesamt fünf Projekte wird von der Gruppe um Professor Donald Bruce Dingwell aus dem Department Geo- und Umweltwissenschaften der LMU durchgeführt. „Das erste Ziel unseres Projektes ist der mexikanische Vulkan Colima, dessen jüngster Eruptionszyklus seit 1996 andauert“, so Dingwell. „Weitere Arbeiten stehen in diesem Jahr am St. Augustin im zu Alaska gehörenden Aleutenbogen und dem Bezymiany im russischen Kamchatka an.“

Indonesien hat mit 76 die höchste Anzahl historisch aktiver Vulkane und die meisten Todesopfer und Sachschäden durch Vulkanausbrüche zu beklagen. Ziel des Verbundvorhabens SUNDAARC ist die Abschätzung des Gefährdungspotenzials, das insbesondere von den Vulkanen im javanischen Sundabogen, unter anderem Krakatau und Merapi, ausgeht. Der mehr als 3.000 Kilometer lange Sundabogen im Nordwesten Sumatras markiert die tektonische Grenze zwischen der Sundalandplatte, der Indisch-Australischen Platte und der Burmaplatte – und enthält etwa drei Viertel der Vulkane der Region. „Von ihnen geht eine latente Bedrohung für weite Landesteile Indonesiens aus“, so Dingwell. „Gerade dort aber befinden sich große Ballungsräume.“

Merapi und Krakatau sind im Rahmen von SUNDAARC je eigene Teilprojekte gewidmet. Im dritten Teilprojekt DEVACOM aber sollen fünf andere Vulkane untersucht werden, um die wesentlichen Steuerfaktoren ihres Ausbruchsverhaltens zu bestimmen. Hochexplosive Vulkantypen wurden ausgewählt, die alle zum zirkumpazifischen „Ring of fire“ gehören. El Misti in Peru ist ebenso dabei wie der indonesische Kelut, ein relativ kleiner Vulkan mit besonders gefährlichen Eruptionen.

Dabei werden die jüngeren Eruptionsprodukte dieser Vulkane im Gelände untersucht werden. Probenmaterial, das dann im Labor experimentell bestimmt wird, soll über physiko-chemische Parameter wie Bruchdynamik und Viskosität Aufschluss geben. Dadurch soll ein besseres Verständnis der vulkanischen Prozessdynamik erreicht werden, was wiederum eine Quantifizierung des Gefährdungspotenzials der untersuchten Hochrisikovulkane erlaubt. Die kombinierten Forschungsergebnisse aus allen drei Teilprojekten sollen das Gefährdungspotenzial der untersuchten Vulkane besser bestimmen, aber auch auf vergleichbare Vulkantypen in anderen Regionen übertragen werden.

„In unserem Projekt werden die Vulkane mit eigens entwickelten Materialprüfverfahren auf ihr Eruptionsverhalten hin untersucht werden“, berichtet Dingwell. „Weltweit zum ersten Mal werden wir Untersuchungsmethoden einsetzen, bei denen vulkanische Eruptionsprodukte unter physikalischen Bedingungen versetzt werden, die denen in einem Vulkanschlot gleichen.“ Das ist Vulkanismus im Zeitraffer: Prozesse, die in einem Vulkan in Tausenden von Jahren ablaufen, wie die Magmaentwicklung und Kristallisation, dauern im Labor nur Monate. Bruch- und Eruptionsprozesse, die im Vulkan in Sekundenbruchteilen vonstatten gehen, können die Forscher im Experiment in Nanosekunden beobachten. Die so gewonnenen Daten über Viskosität und Bruchfestigkeit des Materials werden dann in Eruptionsmodelle zur weiteren Georisiko-Abschätzung einfließen.

„Unsere Bewerbung war unter anderem erfolgreich, weil wir neue Methoden in unseren Labors zur experimentellen Vulkanologie hier an der LMU entwickelt haben“, so Dingwell. „Das fand im Wesentlichen im Rahmen von Projekten statt, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der EU gefördert wurden.“ Derzeit ist das Team auch am „DAAD International Quality Network Georisiken“ und dem „EU Research and Training Network“ zum Schwerpunkt „Volcano Dynamics“ beteiligt. „Die Kombination aus experimentellem Ansatz, vulkanologischer Geländearbeit und numerischer Simulation in einer internationalen Kooperation ist heute schon die erfolgreiche Strategie unseres Forschungsteams“, meint Dingwell.

Ansprechpartner:

Dr. Kai-Uwe Hess
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Sektion Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Tel: +49 (0)89 – 2180 4275 oder -4250
E-Mail: hess@min.uni-muenchen.de