Ein neuer Weg zur Abschätzung der Magmamenge im Yellowstone-Supervulkan

Die Forscher versetzen eine heiße Quelle im Yellowstone National Park mit Deuterium. (Credits: WSU Photo)
Die Forscher versetzen eine heiße Quelle im Yellowstone National Park mit Deuterium. (Credits: WSU Photo)

Forscher der Washington State University und der University of Idaho haben eine neue Möglichkeit gefunden, um zu schätzen, wie schnell sich das Magma unter dem Yellowstone-Supervulkan wieder auffüllt.

Obwohl ihre Ergebnisse keine Hilfe bei der Voraussage darstellen, ob der Vulkan ausbrechen wird, können sie jetzt genauere Erkenntnisse zu einem Schlüsselfaktor seiner Arbeitsweise gewinnen: einem Vorrat aus basaltigem Magma, der das System wieder auffüllt. “Es ist die Kohle in dem Ofen, der die Dinge aufheizt”, sagte Peter Larson, ein Professor an der School of the Environment an der Washington State University. “Es heizt den Boiler auf. Der Boiler ist das, was explodiert. Dies verrät uns, was den Boiler aufheizt.”

Seit der letzten starken Eruption des Vulkans sind rund 640.000 Jahre vergangen. Aber er kann immer noch “super” sein; er produzierte eine der größten Explosionen auf der Erde und spuckte dabei über 2.000 Mal mehr Asche als der Mount St. Helens im Jahr 1980.

Ein wichtiges Element bezüglich der Kraft des Vulkans ist das explosive, kieselerdereiche Rhyolit, das während einer Eruption die Erdkruste durchbricht. Larson und seine Kollegen konzentrierten sich auf die Plume aus basaltischem Magma, die das Rhyolit von unten aufheizt.

“Dies gibt uns eine Vorstellung davon, wie viel Magma den Vulkan jedes Jahr speist”, sagte Larson, dessen Ergebnisse in der neuesten Ausgabe des Journals Geosphere erscheinen.

Mit Fördermitteln der National Science Foundation versetzten die Forscher verschiedene heiße Quellen im Yellowstone National Park mit Deuterium, einem stabilen Wasserstoffisotop. Die Wissenschaftler nutzten die Zeitdauer, die die Deuteriumkonzentrationen benötigten, um zu ihren normalen Werten zurückzukehren, und die Temperaturen der heißen Quellen, um die Wasser- und Wärmemengen zu berechnen, die aus den heißen Quellen austreten. Die Verwendung von Deuterium zur Abschätzung des Wärmestroms ist für die Umwelt ungefährlich und hat keinen sichtbaren Einfluss auf das Erlebnis der Parkbesucher.

Das Team stellte fest, dass frühere Studien die in den heißen Quellen strömende Wassermenge und die Menge der von ihnen abgeleiteten Hitze unterschätzten. Die Daten erlaubten dem Team auch, die Magmamenge zu schätzen, die vom Mantel aus in den Supervulkan eindringt. Die Studie hat außerdem Auswirkungen auf die geothermale Energie und hilft zu bestimmen, wie die Hitze aus dem geschmolzenen Gestein an die Erdoberfläche transportiert wird.

Der Hauptautor der Studie ist der Doktorand Nick McMillan von der Washington State University, der unter Larsons Aufsicht arbeitete. Zu dem Team gehörten weiterhin der Doktorand Joe Mulvaney-Norris (Washington State University), sowie der Geologe Jerry Fairley und die Forschungsassistentin Cary Lindsey von der University of Idaho.

Quelle

(THK)

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