Supervulkan steuert auf baldigen „Regimewechsel“ zu

Brisanter Trend: Der Supervulkan unter den Phlegräischen Feldern bei Neapel nähert sich einem kritischen Punkt – schon in den 2030er-Jahren könnte er einen „Regimewechsel“ durchlaufen, wie Vulkanologen ermittelt haben. Demnach deutet die zunehmende vulkanische Aktivität der Campi Flegrei auf ein sich selbst verstärkendes Verhalten hin. Der Supervulkan könnte dadurch in der Zeit zwiscien 2033 bis 2035 einen Kipppunkt erreichen, an dem die Kruste dem wachsenden Druck nachgibt. Ob dieser „Regimewechsel“ jedoch eine Eruption bedeutet oder nur eine veränderte Aktivität, ist offen.

Unter den Phlegräischen Feldern bei Neapel liegt der größte aktive Supervulkan Europas. Vor gut 39.000 Jahren verursachte dieses Vulkangebiet den größten Vulkanausbruch unseres Kontinents, weitere größere Eruptionen folgten vor 29.000 und 15.000 Jahren. Heute zeugen Gasaustritte, wiederholte Schwachbeben und Hebungen des Untergrunds davon, dass der Supervulkan unter den Campi Flegrei noch immer aktiv ist. In den letzten Jahrzehnten nahm die Aktivität schon häufiger vorübergehend zu, ebbte nach wenigen Jahren aber wieder ab.

Ein Supervulkan erwacht

Doch das scheint nun anders: Seit 2005 ist der Supervulkan erneut ungewöhnlich aktiv – Tendenz steigend. Messungen zeigen einen verstärkten Ausstoß vulkanischer Gase, steigende Temperaturen und einen steigenden Gasdruck. „Der Untergrund hat sich seither um mehr als 1,60 Meter angehoben, begleitet von einer merklichen Intensivierung flacher Beben“, berichten Davide Zaccagnino vom Nationalen Vulkanologischen Institut in Rom und seine Kollegen. Geologische Daten legen zudem nahe, dass unter den Campi Flegrei magmatische Fluide aus der Tiefe aufsteigen.

Diese Beobachtungen legen nahe, dass sich unter den Phlegräischen Feldern etwas anbahnt – und dies mit zunehmendem Tempo. „Sowohl die Untergrund-Deformation als auch die Seismizität zeigt eine deutliche und persistente Beschleunigung“, so die Vulkanologen. Doch ob dies eine Eruption ankündigt oder nur eine vorübergehende Unruhephase, ist offen. Daher sei es wichtig, genauer zu ermitteln, welche Form diese Beschleunigung habe, erklären sie. Denn dies könne Hinweise auf die weitere Entwicklung und ihre Ursachen geben.

Exponentiell oder superexponentiell?

Für ihre Analyse haben Zaccagnino und sein Team daher untersucht, welcher physikalisch-mathematischen Funktion die beschleunigte Aktivität des Supervulkans folgt. Denkbar wären zwei Varianten: Bei einer exponentiellen Beschleunigung verstärkt sich die Aktivität der Campi Flegrei mit einer festen Wachstumsrate. „Ein solches Verhalten signalisiert bereits ein instabiles und nicht nachhaltiges Regime“, erklären die Forschenden. An ihm ist aber nicht ablesbar, wann die Lage kippt.

Anders ist dies bei einer sogenannten Singularität endlicher Zeit (Finite-Time-Singularity, FTS). Bei dieser superexponentiellen Beschleunigung sorgen positive Rückkopplungen dafür, dass auch die Wachstumsrate immer größer wird. Der gesamte Prozess eskaliert dadurch so schnell, dass es innerhalb einer messbaren Zeit zu einem fundamentalen Regimewechsel kommt, wie die Vulkanologen erklären. Bei einem Vulkan kann dies eine Eruption sein, aber auch der Übergang zu einer neuen Ruhe- oder Aktivitätsphase.

Für die Phlegräischen Felder bedeutet dies: Folgt die aktuelle Aktivität des Supervulkans einer solchen superexponentiellen Beschleunigung, lässt sich anhand der Parameter dieser Funktion ermitteln, wann der Umkipppunkt droht. „Es ist daher von zentraler Bedeutung, zwischen diesen beiden Klassen zu unterscheiden“, erklären Zaccagnino und seine Kollegen. Mithilfe der geophysikalischen Daten und statistischer Verfahren haben sie dies nun untersucht.

Klare Merkmale einer sich selbst verstärkenden Aktivität

Das Ergebnis: Das Aktivitätsmuster der Campi Flegrei zeigt seit gut 20 Jahren eine superexponentielle Entwicklung. „Der Trend lässt sich besser durch eine Singularität endlicher Zeit beschreiben als durch eine einfache exponentielle Kurve“, berichtet das Team. Dies deute darauf hin, dass die aktuelle Aktivität der Phlegräischen Felder durch positive Rückkopplungen geprägt ist und sich einer kritischen Schwelle nähert.

Als Ursache dafür sehen die Vulkanologen die fortschreitende Schwächung der Erdkruste durch den Druck der von unten aufsteigenden magmatischen Fluide. Weil das Krustengestein immer stärker gedehnt und auch chemisch geschwächt wird, reagiert es immer sensibler auf weitere Belastungen – ein sich selbst verstärkender Prozess. „Das System ‚merkt‘ sich vergangene Deformationen und jede weitere Episode verringert die mechanische Integrität der Kruste noch mehr“, erklären die Forschenden. Bis dann der Punkt kommt, an dem sie nachgibt.

Kritischer Punkt zwischen 2033 und 2035

Doch wann ist dieser Kipppunkt erreicht? „Basierend auf den verfügbaren Informationen, ist der Regimewechsel wahrscheinlich zwischen 2033 und 2035 zu erwarten“, berichten Zaccagnino und seine Kollegen. „Hält der gegenwärtige Trend an, wird der Supervulkan dann in eine neue dynamische Phase eintreten.“ Ihren Berechnungen zufolge könnte sich die Erdoberfläche über den Phlegräischen Feldern zu diesem Zeitpunkt um mehr als vier Meter angehoben haben.

Was beim Regimewechsel der Campi Flegrei konkret passiert, ist jedoch ungeklärt. Denkbar wäre, dass es eine kleinere, lokale Eruption in einem Teil des Gebiets gibt, durch den sich ein Teil der Spannungen abrupt entlädt. Ein Nachgeben und Brechen der Kruste oder einfach nur ein weitgehend folgenloses Nachlassen der Aktivität wären aber nach Ansicht der Vulkanologen genauso möglich.

Droht eine große Eruption?

Allerdings betonen die Forschenden, dass der Kipppunkt nicht bedeutet, dass es in den 2030er-Jahren eine erneute große Eruption des Supervulkans geben wird: „Auch wenn das System auf eine kritische mechanische Schwelle zusteuert, befindet es sich nicht in einer Phase des systemweiten Kollapses“, schreiben sie. Denn die Schäden in der Kruste und die Beben sind lokal begrenzt und es fehlen typische Merkmale einer sich anbahnenden großen Eruption.

Dennoch raten Zaccagnino und seine Kollegen dringend zu anhaltender engmaschiger Überwachung des Supervulkans und regelmäßig aktualisierten Vorhersagen. “Dies ist nötig, um das Risikomanagement in dieser dicht bevölkerten und hochgradig anfälligen Region zu unterstützen“, so das Team. Im Gebiet der Campi Flegrei und an ihren Rändern leben mehr als eine Million Menschen.

Quelle: Davide Zaccagnino (Southern University of Science and Technology, Shenzhen/ Istituto
Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Rom) et al., Preprint arXiv, 2026; doi: 10.48550/arXiv.2604.25204

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar