Zirkonkristalle aus dem Nevado de Toluca unter dem Kathodolumineszenzmikroskop.
Unter dem mexikanischen Schichtvulkan befinden sich 350 Kubikkilometer flüssigen Gesteins.
Mithilfe eines winzigen Kristalls ist es Forschern gelungen, das zerstörerische Potenzial eines ruhenden Vulkans zu bestimmen. Die Wissenschafter nutzten das Mineral Zirkon um zu berechnen, wie viel Magma im Schichtvulkan Nevado de Toluca in Mexiko eingeschlossen ist. Das Ergebnis: Rund 350 Kubikkilometer flüssigen Gesteins befinden sich unter dem Nevado de Toluca – eine Eruption hätte demnach verheerende Auswirkungen.
Wenn vulkanisches Magma unter einem Vulkan aufsteigt, können sich vor dem Ausbruch Zirkonkristalle in der Schmelze bilden. Die Forscher der Universitäten Genf und Heidelberg analysierten für ihre Studie solche Silikat-Minerale, die der Vulkan Nevado de Toluca in Mexiko in den letzten 1,5 Millionen Jahren ausgespuckt hatte. Der letzte Ausbruch des Schichtvulkans dürfte um das Jahr 1350 vor unserer Zeitrechnung stattgefunden haben.
Kristall-Archiv
Um das Archiv der Zirkone zu entschlüsseln, datierten die Wissenschafter mit den im Mineral enthaltenen Elementen Uran und Thorium den Zeitpunkt der Kristallisation. Mithilfe von thermischen Modellierungen konnten sie danach das Volumen des Magmas abschätzen, das im Inneren des Vulkans liegt.
"Der Zerfall von Uran und Thorium lässt uns bestimmen, wann sich diese Kristalle gebildet haben", sagte Gregor Weber von der Uni Genf, einer der Studienautoren. Zudem kristallisiere Zirkon in einem bestimmten Temperaturbereich – und so lässt sich abschätzen, wie schnell das Magma unter einem Vulkan abgekühlt ist. "So konnten wir die Entwicklung der Temperatur des Magmas unter dem Vulkan bestimmen und daraus wiederum das Magma-Volumen berechnen", so Weber.
Vier Genferseen aus Magma
Der Feuerberg ruht derzeit, doch in seinem Inneren schlummert demnach noch immer etwa das Vierfache des im Genfersees gespeicherte Wasservolumens an Magma, wie die Forscher im Fachblatt "Nature Geoscience" berichten.
"Die Kenntnis der Größe eines vulkanischen Reservoirs ist wichtig, um Vulkane zu identifizieren, die in Zukunft höchstwahrscheinlich eine Eruption großen Ausmaßes verursachen werden", sagte Weber. Die nun vorgestellte ist ihm zufolge auf die meisten Arten von Vulkanen – ob ruhend oder aktiv – anwendbar. (red, APA, 5.11.2020)