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Zwei Magmaspeicher unter dem Masaya-Vulkan entwickeln sich laut Satelliten gegenläufig
Doppeltes Magmasystem: Unter dem Masaya in Nicaragua verändert sich die Magmaverteilung offenbar auf zwei Ebenen. Satellitenmessungen zeigen, dass sich seit 2022 ein Reservoir in rund 3,2 Kilometern Tiefe wieder aufbläht, während ein nur etwa 200 Meter tiefes Reservoir am Santiago-Krater weiter schrumpft. Das könnte die Vulkanüberwachung präzisieren, ist aber kein Hinweis auf eine unmittelbar bevorstehende Eruption.
University Park (U.S.A.). Der Masaya-Vulkan liegt nur rund 20 Kilometer südöstlich von Managua und gehört zu den aktivsten Vulkanen Nicaraguas. In den vergangenen Jahren fiel er vor allem durch anhaltende Gasemissionen und einen Lavasee im Santiago-Krater auf. Rund zwei Millionen Menschen leben in einem Radius von 20 Kilometern. Zugleich ist die Caldera ein beliebtes Touristenziel.
Wie Magma unter diesem komplexen System aus Kratern und Calderen gespeichert und zwischen Tiefe und Oberfläche transportiert wird, ist jedoch nur teilweise geklärt. Frühere geodätische, seismische und geochemische Untersuchungen deuteten bereits auf Magmaspeicher in unterschiedlichen Tiefen hin. Offen blieb unter anderem, ob verschiedene Teile dieses Leitungssystems gemeinsam reagieren oder sich unabhängig verändern.
Forscher der Pennsylvania State University (Penn State) um Lizzie Johnson haben nun Radarbilder des europäischen Satelliten Sentinel-1 aus der Zeit von Januar 2018 bis Februar 2024 ausgewertet. Mit der Radarinterferometrie InSAR lässt sich aus wiederholten Radaraufnahmen ableiten, ob sich der Boden hebt oder senkt. Das ist besonders nützlich an tropischen Vulkanen. Denn Radarstrahlung kann Wolken durchdringen.
„Die Durchdringung von Wolken ist für Vulkane wichtig, weil viele von ihnen, wie der Masaya, in tropischen Gebieten liegen, wo es oft bewölkt ist. Und wenn wir all die verschiedenen Satellitenbilder über mehrere Jahre hinweg betrachten, können wir sehen, wie sich die Entfernung zwischen Satellit und Boden verändert, wo er sich hebt oder senkt“, erklärt Young Cheol Kim von der Pennsylvania State University (Penn State).
Die Forscher verglichen auf- und absteigende Satellitenbahnen und modellierten die gemessenen Bodenbewegungen mit einem vereinfachten Punktquellenmodell. Ein solcher Ansatz behandelt einen Magmaspeicher als einzelne Druckquelle im elastischen Untergrund. Die daraus bestimmten Tiefen und Volumenänderungen sind deshalb Modellschätzungen und keine direkte Abbildung unterirdischer Hohlräume.
Von 2018 bis etwa Mitte 2022 bewegte sich der Boden im zentralen Teil der Caldera um insgesamt rund drei Zentimeter vom Satelliten weg. Das Team interpretiert dies als Entleerung des bereits aus früheren Studien bekannten zentralen Masaya-Reservoirs. Im Modell liegt dessen Zentrum rund 3,2 Kilometer tief und etwa drei Kilometer nördlich des Santiago-Kraters. Für diese Phase ergibt sich eine Volumenabnahme von ungefähr 1,3 Millionen Kubikmetern.
Ab Mitte 2022 änderte sich das Signal und der Boden bewegte sich nun mit etwa vier Millimetern pro Jahr in Richtung Satellit. Bei unveränderter Modellposition entspricht dies bis Februar 2024 einer Volumenzunahme von rund 450.000 Kubikmetern. Nach Ansicht der Autoren könnte diese Aufblähung auf neuen Magmanachschub aus größerer Tiefe hinweisen.
„Diese Beobachtungen helfen Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie sich Magma unter dem Masaya bewegt, und könnten die Überwachung und Vorhersage von Eruptionen künftig verbessern“, sagt Lizzie Johnson.
Direkt am Santiago-Krater zeigte sich gleichzeitig das gegenteilige Muster, denn dort sank der Boden während des gesamten Untersuchungszeitraums weiter ab. Ein zweites Punktquellenmodell passt am besten zu einem nur etwa 200 Meter tiefen Speicher und ergibt eine Volumenabnahme von rund 4.000 Kubikmetern bis 2022 sowie weiteren rund 6.000 Kubikmetern bis 2024. Die Forscher deuten dies als separates, flaches Reservoir, dessen Magmamenge trotz der erneuten Aufblähung des tieferen Systems weiter abnahm.