// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Magmanachschub erklärt kurzzeitige Aufwölbung am Vulkan Ol Doinyo Lengai
Ein kaum sichtbares Anschwellen des Bodens am tansanischen Vulkan Ol Doinyo Lengai ging offenbar auf Magmanachschub im Untergrund zurück. Modellrechnungen verorten die Quelle in rund drei Kilometern Tiefe und schätzen die Volumenänderung auf etwa eine Million Kubikmeter. Der Vorgang führte nicht zu einer explosiven Eruption, zeigt aber, welche Prozesse die kontinuierliche Bodenmessung erfassen kann.
Blacksburg (U.S.A.). Der Ol Doinyo Lengai liegt im Natron-Rift des Ostafrikanischen Grabens und gehört zu den aktivsten Vulkanen Tansanias, wo seit 2016 ein geodätisches Messnetz kleinste Bodenbewegungen erfasst. Zwischen März 2022 und August 2023 registrierten die Instrumente eine Hebungsphase ohne Eruption, deren vertikales Signal im Mittel nur rund vier Millimeter betrug.
Solche Verformungen können verschiedene Ursachen haben, darunter hydrothermale Prozesse, Druckänderungen in einem Magmareservoir oder neu eindringendes Magma. Entscheidend ist daher nicht nur, dass sich die Oberfläche hebt, sondern auch, ob die räumliche Verteilung der Bewegungen zu einem physikalischen Modell des Untergrunds passt.
Forscher der Virginia Tech um D. Sarah Stamps haben dafür die horizontalen und vertikalen Verschiebungen von fünf GNSS-Stationen relativ zu einer Referenzstation ausgewertet. Sie prüften vier mögliche Geometrien der Quelle, darunter eine kugelförmige Kammer, einen länglichen Körper, einen Gang und eine flache, lagergangähnliche Struktur, wobei ein statistischer Vergleich das flache Modell bevorzugte.
„Mit so viel Sicherheit, wie wir sie aus numerischer Modellierung gewinnen können, haben wir festgestellt, dass das Signal auf einen Zustrom von Magma in ein bereits vorhandenes Magmareservoir in etwa drei Kilometern Tiefe zurückging“, erklärt D. Sarah Stamps.
Für dieses Modell liegt die Quelle rund 3,1 Kilometer unter dem Vulkanschlot, wobei die Unsicherheit mit etwa 2,2 Kilometern allerdings groß ist. Das berechnete Volumen nahm um 0,99 ± 0,22 Millionen Kubikmeter zu, während der modellierte Radius der flachen Quelle bei 329 ± 78 Metern liegt. Die Forscher sehen darin einen Magmazustrom oder eine Druckzunahme in einem bereits vorhandenen flachen Reservoir.
Die neue Modellierung fügt sich in frühere geophysikalische und petrologische Befunde ein, nach denen der Ol Doinyo Lengai ein vertikal gegliedertes Magmasystem mit Speichern in unterschiedlichen Tiefen besitzt. Die nun modellierte Quelle liegt in einem Bereich, für den frühere Arbeiten bereits einen flachen Magmaspeicher angenommen haben.
Gleichzeitig beobachteten andere Messverfahren über Jahre eine Absenkung direkt am Gipfel, sodass sehr flache und etwas tiefere Teile des Systems offenbar gleichzeitig unterschiedliche Bewegungen zeigen können. Der untersuchte Hebungsschub von 2022 bis 2023 endete ohne explosive Eruption und könnte nach Ansicht der Autoren eine einzelne Nachschubphase innerhalb einer längeren Entwicklung darstellen.
„Die Intrusion, die wir in dieser Arbeit vorstellen, gibt keinen großen Anlass zur Sorge. Es wird etwas mehr Magma in ein System eingespeist, von dem wir wissen, dass es existiert, aber das nachgewiesene Magma scheint sich nicht näher an den Krater zu bewegen“, erklärt D. Sarah Stamps.
Die Aussage beruht auf einer Modellinversion und nicht auf einer direkten Beobachtung des Magmas, wobei nur fünf GNSS-Stationen in die Berechnung eingingen. Außerdem nimmt das Modell einen homogenen, elastischen Untergrund an, obwohl die reale Geologie komplexer ist, weshalb der Wert von rund drei Kilometern nicht als punktgenaue Lage des Magmaspeichers verstanden werden darf.