Der Ort Masaya

Der Ort Masaya direkt auf dem östlichen Calderarand. Die steile langgezogene Klippe im Hintergrund ist der südliche Rand der Caldera. Am Ostrand ist die Caldera teilweise mit einem See gefüllt, weiter nach Westen aber mit Lavastrom-Ablagerungen, die von dem in den letzten 2000 Jahren im Westteil der Caldera gewachsenen Masaya-Vulkan stammen. Foto: Armin Freundt/GEOMAR

Die Caldera: Inzwischen eine Graslandschaft, rechts sieht man den aktiven Vulkan Masaya, der aus der Caldera gewachsen ist.

Ein Blick in die Caldera vom westlichen Rand aus: Links sieht man die steile Einbruchkante, der rauchende Hügel rechts ist der aktive Masaya Vulkan, der nach den großen Eruptionen, also innerhalb der letzten 2000 Jahre, in der Caldera gewachsen ist. Foto: Armin Freundt/GEOMAR

Karte zeigt den Ort der untersuchten Caldera

Die Karte zeigt die genaue Lage der Masaya Caldera. Die roten Punkte in der oberen Abbildung markieren die Orte, an denen die Ablagerung untersucht wurde. Die roten Punkte im unteren Relief markieren Sedimentkerne, die das Team auf marinen Expeiditionen gezogen hat und in denen die 6000 Jahre alte Ablagerung wiedergefunden wurde. Das zeigt ihre Verbreitung über viele Hundert Kilometer. Abbildung: Armin Freundt/GEOMAR

Auf den Spuren einer Vulkanexplosion

Vulkanologen des GEOMAR erforschen eine 6000 Jahre alte Eruption in Mittelamerika

Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben in Nicaragua einen ganz besonderen Vulkankrater, die Masaya Caldera, untersucht. Bisher war nicht bekannt, welche Eruption seinen speziellen Krater, eine Caldera, geformt hat. Jetzt haben die Vulkanologen aus ca. 6000 Jahre alten Ablagerungen neue Erkenntnisse über die Entstehung des Kraters gewonnen. Die Studie ist kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Journal of Volcanology Geothermal Research erschienen.

Die Masaya Caldera, wie der Krater genannt wird, ist mit über acht Quadratkilometern ungewöhnlich groß. Normalerweise sind Calderen dieser Art eher klein und entstehen nach einem Vulkanausbruch durch den langsamen Entzug von Magma in der Tiefe. Dazu kommen Eruptionen an den Flanken der Caldera, aber nur selten im Zentrum. Im Gegensatz zu diesen basaltischen genannten gibt es aber auch sogenannte silizische Calderen, die durch den plötzlichen Entzug großer Mengen silikat-reichen Magmas im Verlauf hochexplosiver Eruptionen entstehen.

Obwohl die Masaya Caldera eine basaltische Caldera ist, wurde schon länger vermutet, dass sie trotzdem durch einen eher silizischen Mechanismus, also einen schnellen Magmaentzug, entstanden ist. Durch die Forschungsgruppe des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel gibt es jetzt auch erste Erkenntnisse über die dafür verantwortliche Eruption: Die Vulkanologen haben eine sehr weitläufige Magmaablagerung identifiziert und vermessen. Das Volumen des vor 6000 Jahren ausgeworfenen Magmas beträgt ungefähr neun Kubikkilometer. Zum Vergleich: Das ist etwa 90 Mal so viel wie bei der Eruption des isländischen Vulkans Eyafjallajökull im Jahr 2010.

Und neben der Menge ist noch etwas anderes an der untersuchten Eruption ungewöhnlich: Normalerweise ist basaltisches Magma viel zu dünnflüssig und gasarm, um hohe Eruptionswolken zu bilden, wie sie zum Beispiel vom Vesuv vor rund 2000 Jahren bekannt sind. Da aus der Ablagerung hervorgeht, dass die Aschenwolke in Nicaragua aber über 20 Kilometer hoch gewesen ist, muss der Druck um ein Vielfaches größer gewesen sein als bei normalen basaltischen Eruptionen. Das begründen die Forscher mit einem höheren Gasgehalt im Magma. „Zusätzlich gab es eine flachliegende Magmakammer die mit einem tieferen Magmareservoir verbunden war, was zusätzlichen Druck erzeugte, sodass die Kombination beider Faktoren den notwendigen Druck aufbauen konnte“, erklärt Dr. Armin Freundt, Vulkanologe am GEOMAR und Autor der Studie. Insgesamt war die Masseneruptionsrate etwa 10.000 Mal höher als bei üblichen basaltischen Eruptionen.

Die Forscher hoffen, durch ihr Verständnis für dieses Phänomen auch andere Vulkane besser einschätzen zu können: „Obwohl solch ungewöhnliche vulkanische Ereignisse selten vorkommen, sind sie doch wichtig bei der Abschätzung des Gefährdungspotenzial eines Vulkans.“, resümiert Dr. Freundt.

Originalarbeit:

Perez W, Freundt A, and S. Kutterolf, 2020: The basaltic plinian eruption of the ~6 ka San Antonio Tephra and formation of the Masaya caldera, Nicaragua. J. Volcanol. Geotherm. Res., 106975, doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.106975

Der Ort Masaya

Der Ort Masaya direkt auf dem östlichen Calderarand. Die steile langgezogene Klippe im Hintergrund ist der südliche Rand der Caldera. Am Ostrand ist die Caldera teilweise mit einem See gefüllt, weiter nach Westen aber mit Lavastrom-Ablagerungen, die von dem in den letzten 2000 Jahren im Westteil der Caldera gewachsenen Masaya-Vulkan stammen. Foto: Armin Freundt/GEOMAR

Die Caldera: Inzwischen eine Graslandschaft, rechts sieht man den aktiven Vulkan Masaya, der aus der Caldera gewachsen ist.

Ein Blick in die Caldera vom westlichen Rand aus: Links sieht man die steile Einbruchkante, der rauchende Hügel rechts ist der aktive Masaya Vulkan, der nach den großen Eruptionen, also innerhalb der letzten 2000 Jahre, in der Caldera gewachsen ist. Foto: Armin Freundt/GEOMAR

Karte zeigt den Ort der untersuchten Caldera

Die Karte zeigt die genaue Lage der Masaya Caldera. Die roten Punkte in der oberen Abbildung markieren die Orte, an denen die Ablagerung untersucht wurde. Die roten Punkte im unteren Relief markieren Sedimentkerne, die das Team auf marinen Expeiditionen gezogen hat und in denen die 6000 Jahre alte Ablagerung wiedergefunden wurde. Das zeigt ihre Verbreitung über viele Hundert Kilometer. Abbildung: Armin Freundt/GEOMAR