#Mega-Eruption mit vulkanischem Nachspiel

Keine Ruhe nach dem Paukenschlag: Der Toba-Vulkan auf der Insel Sumatra blieb in der Folge seines gigantischen Ausbruchs vor rund 74.000 Jahren noch Jahrtausende lang aktiv und gefährlich, geht aus einer geologischen Untersuchung hervor. Dabei warf er offenbar recht kaltes Material aus seiner sich wölbenden Deckschicht aus. Die Ergebnisse beleuchten damit Entwicklungsprozesse bei den vulkanischen Giganten und können der Einschätzung ihres Gefährdungspotenzials dienen, sagen die Wissenschaftler.

Katastrophen, die die Welt nachhaltig prägten: Neben kosmischen Einschlägen haben vor allem Eruptionen von sogenannten Supervulkanen zu abrupten Veränderungen des Klimas der Erde geführt und damit die Entwicklungsgeschichte des Lebens auf unserem Planeten erheblich beeinflusst. Diese Kategorie ist von einer besonders großen Magmakammer unter dem Vulkangebiet gekennzeichnet. Überschreitet der Druck durch die Anreicherung von Magma und Gasen einen kritischen Wert, kommt es zu einer Explosion, bei der gewaltige Mengen Material in die Umgebung und die Atmosphäre geschleudert werden. Dies kann das Erdklima verändern – es kommt zu einem sogenannten vulkanischen Winter, der mit weiträumiger Nahrungsknappheit und Massensterben verbunden sein kann.

Es gibt allerdings noch immer viele offene Fragen zu den vulkanischen Entwicklungen im Rahmen der gigantischen Eruptionen. So ist etwa unklar, wie sich das Areal nach der Entladung entwickelt, bevor ein Supervulkan über lange Zeit hinweg erneut explosives Potenzial aufbaut: Beruhigt es sich nach der gewaltigen Entladung erst einmal? Klar scheint bisher: Durch die Entleerung der Magmakammern von Supervulkanen bricht die darüber gelegene Erdkruste ein, sodass sich ein riesiger Kessel bildet – eine sogenannte Caldera. Später füllt sich diese geologische Struktur dann oft mit Wasser.

Ein vulkanisches Monster im Visier

Um Einblicke in supervulkanische Entwicklungen zu bekommen, hat sich ein internationales Forscherteam nun mit dem Toba-Vulkan auf der indonesischen Insel Sumatra beschäftigt. Der Ausbruch dieses Supervulkans vor etwa 74.000 Jahren gilt als der verheerendste in der jüngeren Erdgeschichte. Man vermutet sogar, dass die klimatischen Folgen die Entwicklungsgeschichte des Menschen beeinflusst haben. Nach dem Ausbruch entstand ein Caldera-See mit einer großen Insel in der Mitte, der etwa 100 Kilometer lang, 30 Kilometer breit und bis zu 500 Meter tief ist. „Diese Ausmaße belegen die ungeheure Zerstörungskraft derartiger vulkanischer Explosionen“, sagt Co-Autor Axel Schmitt von der Universität Heidelberg.

Im Rahmen der Studie untersuchten die Wissenschaftler die Minerale Feldspat und Zirkon in den Lavagesteinen, die im Innern der Caldera zu finden sind. Wie die Forscher erklären, sind anhand der Merkmale dieser Gesteine Rückschlüsse auf die vulkanischen Aktivitäten möglich und wann sie stattgefunden haben. So konnten die Wissenschaftler durch radiometrische Datierungen nachweisen, dass der Toba nach seinem gigantischen Ausbruch noch lange keine Ruhe gab. Es kam demnach im Rahmen der folgenden 5000 bis 13.000 Jahre noch zu erheblicher Aktivität. Zumindest für die Region waren diese Ausbrüche wohl gefährlich, sagen die Forscher.

Kühles Material ausgespuckt

Weitere Untersuchungsergebnisse zeigten, dass bei diesen Aktivitäten vergleichsweise kaltes und nahezu festes Material an die Oberfläche gelangte. Aus Modellierungen der möglichen Prozesse ging hervor, dass es sich um eruptiv ausgestoßenes Material gehandelt haben könnte, das Risse in einer sich aufwölbenden Deckschicht des Supervulkans verstopfte. „Nach dem Toba-Ausbruch hat sich der abgekühlte Rand des zurückgebliebenen Magmas wie ein Schildkrötenpanzer aufgewölbt“, beschreibt Axel Schmitt die vulkanische Entwicklung nach dem großen Paukenschlag. Offenbar führte dieser Prozess zu der anhaltenden Aktivität.

Am Beispiel des Toba konnten die Wissenschaftler somit nun nachweisen, dass Supervulkane auch tausende Jahre nach ihrem Ausbruch noch gefährlich bleiben können. „Wir müssen unser Verständnis von Vulkanen diesbezüglich anpassen“, sagt Co-Autor Shanaka de Silva von der Oregon State University. „Um eine vulkanische Eruption vorherzusagen, versuchen wir normalerweise anhand von geophysikalischen Methoden zu bestimmen, ob sich unterirdisch geschmolzenes Gestein angesammelt hat. Unsere Studie zeigt, dass Vulkane auch ausbrechen können, wenn das Magma direkt unter dem Vulkan fest ist. Das bedeutet, dass wir unsere Überwachungs- und Frühwarnsysteme anpassen und auch ihr Gefährdungspotential anders bewerten müssen“, so der Wissenschaftler.

Quelle: Universität Heidelberg, Fachartikel: Communications Earth & Environment, doi: 10.1038/s43247-021-00260-1

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