Gewalt eines Vulkan kalkulierbar?

El Hierro Bebendiagramm

Lässt sich die Gewalt eines Vulkan berechnen?

El Hierro Bebendiagramm - Gewalt eines VulkanWäh­rend es unter El Hier­ro wei­ter ruhig zugeht, spukt der Bardar­bun­ga auf Island wei­ter gro­ße Men­gen an Lava aus. Auf El Hier­ro wer­den aber auch fast täg­lich klei­ne Beben regis­triert, wie aus dem IGN Beben­dia­gramm der letz­ten 90 Tage links her­vor geht. Es sind Mini-Erd­stö­ße die sel­ten die Stär­ke von ML1,5 über­schrei­ten. Hef­ti­ger geht es in Island zu. Beben bis ML5,0 (am 6.11. gar bis ML5,4) sind an der Tages­ord­nung, Inzwi­schen wur­de nach Schät­zun­gen der IMO fast 2 km³ Lava an die Insel­ober­flä­che beför­dert. Die Lava bedeckt eine Flä­che von 70 km² und dürf­te seit der Laki Erup­ti­on im Jah­re 1783 – 1784 der größ­te Lava­aus­wurf auf Island sein. Die Gewalt eines Vul­kan kann sich auch lang­sam ent­la­den. Anders als zunächst erwar­tet, ver­läuft die Erup­ti­on des Bardar­bun­ga “fried­lich”. Kei­ne hohen Asche­wol­ken die über wei­te Tei­le Nord­eu­ro­pa hin­weg­zie­hen und den Flug­ver­kehr beein­träch­ti­gen. Aber die Erup­ti­on ist noch nicht zu Ende. Unter dem Glet­scher scheint sich Lava zu sam­meln, das immer noch die gro­ße Eis­schmel­ze aus­lö­sen und zu einer explo­si­ven Erup­ti­on füh­ren kann. Dann wür­de sich die Gewalt des Vul­kan kom­pri­miert offen­ba­ren.

Die Gewalt eines Vulkan steckt auch im Gas

Island - Schwefeldioxidwolke - Gewalt eines VulkanIm Moment beob­ach­ten die Vul­ka­no­lo­gen aber mit Sor­ge die immense Gas­emis­si­on. Täg­lich wer­den 20.000 bis 40.000 Ton­nen Schwe­fel­di­oxid (SO2) aus­ge­sto­ßen. SO2 ver­wan­delt sich in Ver­bin­dung mit Was­ser zu einer gefähr­li­chen Säu­re, die das Leben und das Kli­ma nicht nur in Island nach­hal­tig beein­träch­ti­gen kann. Sie­he auch hier­zu “Kli­ma­fol­gen von Vul­kan Erup­ti­on – es könn­te kalt wer­den” im Spie­gel-Online.

Die Schwe­fel­di­oxid­wol­ke treibt auch heu­te (Gra­fik IMO) in die dich­ter besie­del­ten Gebie­te um Reyk­ja­vik im Süd­wes­ten. SO2 ist nur ein Gas – auch gro­ße Men­gen des umwelt­schäd­li­chen Koh­len­di­oxid (CO2) oder Methan wer­den frei­ge­setzt.

Exper­ten ver­mu­ten, dass die­se Vul­kan Erup­ti­on noch lan­ge andau­ern kann. Im fast men­schen­lee­ren Erup­ti­ons­ge­biet im öst­li­chen Teil der Insel, stö­ren die gro­ßen Lava­strö­me kaum. Es ist nur wenig Infra­struk­tur vor­han­den. Erst bei grö­ße­ren Schmelz­pro­zes­sen könn­te das frei­wer­den­de Was­ser auch ins Inse­lin­ne­re vor­drin­gen und Ther­mal­kraft­wer­ke und ande­re Ein­rich­tun­gen gefähr­den. Das wären dann die sekun­dä­ren Aus­wir­kun­gen der Gewalt eines Vul­kan.

Island Bebenverlauf - Gewalt eines VulkanEine inter­es­san­te 3D Ani­ma­ti­on-Video (dan­ke dfmor­van) von August 2014 bis heu­te zeigt, wie sich die Beben vom eigent­li­chen Vul­kan Bar­bardun­ga zunächst nach Nor­den zur Spal­ten­erup­ti­on ver­la­gert haben. Um dann seit eini­gen Wochen wie­der lang­sam zum heu­ti­gen Epi­zen­trum zurück zu keh­ren. Mag­ma als Beben­aus­lö­ser weicht genau­so wie ande­re Ele­men­te (Was­ser, Luft) einem Hin­der­nis aus, um an einer dün­nen und leicht zu durch­drin­gen­den Gesteins­schicht sei­ne Ener­gie in die Atmo­sphä­re abzu­bau­en. Es drängt sich die Ver­mu­tung auf, dass jetzt direkt in der Barda­bun­ga Cal­de­ra (Höhl­kör­per) sich ein Sam­mel­platz für die aus­tre­ten­de Lava gefun­den hat. Aller­dings gilt es, den eini­ge hun­dert Meter dicken und dar­über lie­gen­den Eis­pan­zer noch auf­zu­schmel­zen. Ob das gelingt ent­schei­det der wei­te­re Mag­ma­nach­schub aus dem Erd­in­nern. Das Ergeb­nis wer­den wir sehen.

Wie können wir die Gewalt eines Vulkan abschätzen?

Es sind unge­heu­re Kräf­te die bei einer Vul­ka­nerup­ti­on frei­ge­setzt wer­den. Die Ener­gie­men­ge wie Druck, die Wär­me oder die Kräf­te der aus­ge­sto­ße­nen Gase las­sen sich nicht ein­mal abschät­zen, geschwei­ge denn Berech­nen.

Bei der Beben­stär­ke die mess­bar ist und kumu­liert wird, kann die frei­ge­setz­te Ener­gie in etwa bestimmt wer­den. Wie bei Kern­waf­fen wird die Spreng­kraft in Mega­ton­nen TNT umge­rech­net.

Am Bei­spiel Bardar­bun­ga haben sich von August bis Mit­te Okto­ber 2014 ins­ge­samt 7.7e17 Nm = Joule ange­sam­melt. Das wären dann 184,8 Mega­ton­nen TNT und ent­spricht rund 14.000 Hiro­shi­ma Atom­bom­ben (Dan­ke an Peter Kocks­holt für die Berech­nung o. Gewähr).

Eine unvor­stell­ba­re Kraft die sich in den letz­ten Wochen noch wei­ter maxi­miert hat – und das ist nur die Ener­gie der Beben bis 15. Okto­ber 2014.

Wer das gan­ze ein­mal Nach­rech­nen möch­te, hier die empi­ri­sche For­mel:

E [J] ≈ 10(4.8+1.5MS)

Eine Erhö­hung von MS um 1 bedeu­tet also eine Stei­ge­rung der abge­strahl­ten Ener­gie um einen Fak­tor 101.5 ≈ 30.

Sofern MS und MW über­ein­stim­men, ergibt sich hier­aus

E ≈ 10(4.8+1.5 (2/3 log10M0-6.1) ) ≈ 5×10-5 M0

Das aktu­el­le Zah­len­ma­te­ri­al ist über die­sen Link.: Bardar­bun­ga Seis­mici­ty (ganz oben) zu ent­neh­men.

Wenn wir einen Ener­gie-Welt­meis­ter auf Erden haben, dann Vul­ka­ne. Bei einer Erup­ti­on ent­facht die Gewalt eines Vul­kan Kräf­te, die wir nur bestau­nen kön­nen. In den Griff bekom­men wir die­se Gigan­ten nicht – wir kön­nen nur davon lau­fen. In der Geschich­te wur­den Inseln aus­ein­an­der geris­sen, gan­ze Städ­te in minu­ten­schnel­le ver­schüt­tet oder eine Eis­zeit aus­ge­löst. Die­se Gewalt eines Vul­kan gilt als stärks­te und unbe­re­chen­bars­te Natur­kraft auf unse­rem Glo­bus und war aber auch maß­geb­lich an der Ent­ste­hen unse­res Leben betei­ligt. Dazu aber in einem spä­te­ren Bei­trag mehr.

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