Kīlauea auf Hawaii überrascht Geologen mit neuer Form des Vulkanismus

In der Welt der Vulkane gilt stets die Faustregel, dass Vulkanausbrüche niemals genau gleich sind. Doch Wissenschaftler der University of Oregon in den USA glauben, dass sie eine Reihe ähnlicher explosiver Vulkanausbrüche und eine völlig neue Art von Eruptionen entdeckt haben, die bislang nur vom Vulkan Kīlauea auf Hawaii bekannt ist.

Der neuen Ausbruchsart sind die Geologen nach zwölf aufeinanderfolgenden Explosionen im Jahr 2018 auf die Spur gekommen. Vergleichbar sei dieser Vorgang mit Spielzeugraketen für Kinder, die durch das Treten oder Springen auf ein Luftkissen und dem dadurch entstehenden Luftdruck in die Höhe befördert werden.

So ähnlich führte ein plötzlicher Druckanstieg dazu, dass Gesteine und heiße Gase explosionsartig in die Luft geschleudert wurden. Dabei schien ein typischer Bestandteil eines klassischen Vulkanausbruchs zu fehlen oder nur sehr gering vorhanden gewesen zu sein: Magma.

Auswurf ohne Magma?

In den meisten Fällen werden explosive Vulkanausbrüche entweder durch aufsteigendes Magma, verdampfendes Grundwasser oder eine Kombination aus beidem angetrieben. Doch die Ausbrüche des Kīlauea passten nicht ganz in dieses Schema.

„Diese Eruptionen sind interessant, weil sie nicht wirklich zu einer der beiden Arten zu passen scheinen“, sagte Josh Crozier von der University of Oregon. „Das ausgeworfene Material enthielt nur sehr wenig, das wie frisches Magma aussah. Außerdem gibt es keine Hinweise darauf, dass Grundwasser beteiligt war.“

Dies ging aus den zahlreichen Daten hervor, die Messgeräte auf dem Kīlauea während seiner Dutzend Explosionen im Jahr 2018 sammelten und schließlich im Hawaiian Volcano Observatory bei den Geologen eingingen. Zu den wissenschaftlichen Instrumenten gehören unter anderem Bodensensoren, die das Beben der Erde messen, sowie Geräte, die die vom Vulkan freigesetzten Gase analysieren.

Dampfschwaden stiegen auf, nachdem Lava aus einer Spalte des Kīlauea in den Pazifischen Ozean geflossen war. Foto: Mario Tama/Getty Images

All diese Geräte lieferten fleißig Werte, sodass die Geologen mehr Daten als sonst zur Verfügung hatten und die Ausbrüche genauer untersuchen konnten. „Das Tolle an diesen Eruptionen ist, dass es eine Reihe von Ausbrüchen gab, die sich bemerkenswert ähnlich waren. Das ist relativ ungewöhnlich“, erklärt Vulkanologe Leif Karlstrom. „Normalerweise treten Eruptionen nicht mit so großer Regelmäßigkeit auf.“

Die Daten ergaben schließlich eine neue Geschichte über die Vorgänge in und um den Kīlauea, die sich vor fünf Jahren ereigneten.

Verhaltensauffälliger Kīlauea

So floss vor jeder Explosion langsam Magma aus einem unterirdischen Reservoir ab. Dieser Ausfluss speiste Lavaströme in 40 Kilometern Entfernung an der Ostflanke des Vulkans. Als sich das Reservoir weitgehend leerte, brach der Boden darüber – der Krater auf dem Gipfel des Vulkans – plötzlich zusammen.

Der letzte Ausbruch des Kīlauea ereignete sich am 27. Mai 2018, bei dem Lavaströme umliegende Häuser vernichteten. Foto: Mario Tama/Getty Images

Dadurch stieg der Druck an, der sich schließlich mit einer gewaltigen Explosion entlud und die angesammelten Gase und Trümmerteile des Einsturzes durch eine Leitung nach oben aus einem Schlot im Krater des Vulkans schleuderte. Dies erinnerte die Forscher schließlich an die Spielzeugraketen für Kinder.

Zwar kommt der Einsturz einer Caldera relativ häufig und weltweit vor, jedoch konnte noch nie zuvor an einem anderen Ort ein derartiger Mechanismus nachgewiesen werden. Jetzt, wo die neue Art von Vulkanausbruch bekannt ist, könnte sie künftig häufiger erkannt werden.

Außerdem konnten die Geologen zeigen, dass sich diese Art des Ausbruchs auch in den Eigenschaften der Rauchsäule des Vulkans zeigte. „Diese Verbindung ist sehr selten“, erklärt Vulkanologe Joe Dufek. „Sie zeigt uns neue Wege auf, um Eruptionen zu beobachten und die von Eruptionen ausgehenden Gefahren besser einschätzen zu können.“

Die Studie erschien am 27. Mai 2024 im Fachmagazin „Nature Geoscience“.