Diplomarbeit zwischen explosiven Vulkanen Diplomarbeit zwischen explosiven Vulkanen

Ascension Island in Zahlen " das sind 1.100 Einwohner, 44 Vulkankrater und eine lange Betonpiste, die extra für Landungen des Space-Shuttles gebaut wurde. Viele Insulaner arbeiten für?s Militär: Entweder für die US Air Force oder für ihr britisches Pendant. Erst 1815 wurde Ascension Island besiedelt. Daher gibt es auch keine Augenzeugen für die gewaltigen Vulkanausbrüche, die dort in den letzten Jahrhunderten stattgefunden haben müssen. Bis heute konnte nur eine spärliche Vegetation auf den braunschwarzen Lavamassen Fuß fassen.

Kirsten Pedroza und Sebastian Bernhardt stört das wenig: Die angehenden Geowissenschaftler sind ohnehin eher an den vulkanischen Gesteinen interessiert, die einst durch gewaltige Eruptionen zu Tage gefördert wurden. Fast zwei Monate werden sie auf Ascension Island Gesteinsproben nehmen und sie später im neuen geochemischen Isotopen-Labor der Uni Bonn genau unter die Lupe nehmen. Am kommenden Donnerstag, dem 8. Februar, geht?s mit einer Militärmaschine auf die kleine Insel mitten im Atlantik. Die kostspielige Anreise wird im Rahmen eines Projektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert. Für ihre Unterkunft kommen die Diplomanden aber selbst auf.

Was Ascension Island für die Forschung so interessant macht, ist die Art und Weise, wie die Inselvulkane in der Vergangenheit ausgebrochen sind. "Auf der Insel finden sich zu einem hohen Prozentsatz Bimse; das ist aufgeschäumtes Vulkangestein, das bei starken, explosiven Ausbrüchen entsteht", erläutert Dr. Holger Paulick vom Mineralogisch-Petrologischen Institut der Universität Bonn. Der Wissenschaftler betreut die Diplomanden und ist vor einigen Jahren schon einmal zu einer Voruntersuchung auf dem abgelegenen Eiland gewesen. "Uns geht es darum, die Mechanismen hinter diesen Ausbrüchen genauer zu verstehen und Voraussagen zu treffen, wann der Vulkan wieder ausbrechen könnte."

Auf die Sprengkraft von 500 Hiroshimabomben schätzen die Experten die Energie, die vor 20 Jahren beim Ausbruch des Mt. St. Helens frei wurde. Der Vulkan im Nordwesten der USA verlor bei der Eruption 400 Meter an Höhe; eine 20 Kilometer hohe Aschewolke verdunkelte die Sonne. Zu einer solchen Explosion kann es kommen, wenn zähflüssiges Magma den Vulkanschlot verstopft. Irgendwann hält der Pfropf dem steigenden Druck nicht mehr Stand; das Magma bahnt sich seinen Weg an die Oberfläche. In einer fatalen Kettenreaktion perlt nun das im Magma gelöste Gas schlagartig aus. Wie bei einer unvorsichtig geöffneten Sektflasche spritzt die Lava mit extremer Wucht aus dem Schlot. "Das ist auch der Grund, warum die dabei entstehenden Bimse bis zu 80 Prozent aus Luftblasen bestehen", erklärt Kirsten Pedroza. "Die aufgeschäumten Gesteine sind so leicht, dass sie sogar schwimmen."

Schneidbrenner schmilzt Erdkruste auf

Spannend ist auch die Frage, warum es auf Ascension Island überhaupt Vulkane gibt. Normalerweise entstehen die Feuerberge an den Rändern der Erdkrustenplatten. Hier wird der Erdmantel teilweise aufgeschmolzen, und Magma steigt an die Oberfläche. Ascension Island ist von der nächsten Nahtstelle " dem mittelatlantischen Rücken " aber rund 80 Kilometer entfernt. "Vielleicht handelt es sich um einen so genannten Mantel-Plume", sagt Sebastian Bernhardt. "Bei diesen Vulkanen steigt heißes Mantelgestein fingerförmig aus großen Tiefen auf und brennt sich durch die überlagernde Erdkruste." Hawaii liegt über so einem "Hot Spot". Die Erdkruste schiebt sich seit Jahrmillionen über diesen heißen Fleck hinweg und wird dabei wie von einem Schneidbrenner aufgeschmolzen. Daher zieht Hawaii einen Rattenschwanz von inzwischen erloschenen Vulkanen hinter sich her.

Ob Ascension tatsächlich ein "Mantel-Plume" ist, wird die Analyse der Gesteine im geochemischen Isotopen-Labor der Uni Bonn zeigen. Schmuckstück ist ein nagelneues hochpräzises Massenspektrometer im Wert von 1,2 Millionen Euro, das aus DFG-Mitteln finanziert wurde. Damit können die Forscher unter anderem herausfinden, aus welcher Tiefe das vulkanische Gestein stammt: Hot-Spot-Vulkane zapfen die unteren Schichten des Erdmantels in etwa 2.900 Kilometern Tiefe an. Vulkane an Plattengrenzen bohren dagegen eher an der Oberfläche: Bei ihnen stammt das Eruptionsmaterial maximal aus 200 Kilometern Tiefe.

Der Internet-Blog von Kirsten Pedroza und Sebastian Bernhard ist unter http://trip2ascension.wordpress.com zu finden.

Kontakt:
Dr. Holger Paulick
Mineralogisch-petrologisches Institut der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-6816
E-Mail: Holger.Paulick@uni-bonn.de






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Fotos: Frank Luerweg / Uni Bonn



Dr. Holger Paulick, Sebastian Bernhard, Kirsten Pedroza (v.l)