Woher die Lava des Mauna Loa kommt – und warum sich Hawaiis Vulkane von den meisten anderen unterscheiden

Hawaiis Mauna Loa, der größte aktive Vulkan der Welt, begann zu steigen Fontänen aus leuchtendem Gestein und ergoss sich bei seinem ersten Ausbruch im Jahr 2000 aus Lavaspalten fast vier Jahrzehnte begann am 11.11.27. 2022.

Woher kommt dieses geschmolzene Gestein?

Wir haben nachgefragt Gabi Laske, ein Geophysiker an der University of California-San Diego, der eines der ersten Projekte zur Kartierung der tiefen Leitungen leitete, die die Vulkane der Hawaii-Inseln speisen, um es zu erklären.

Woher kommt das Magma, das am Mauna Loa an die Oberfläche tritt?

Das Magma, das aus dem Mauna Loa austritt, stammt aus einer Reihe von Magmakammern, die sich etwa 2 bis 40 km unter der Oberfläche befinden.Bei diesen Magmakammern handelt es sich lediglich um temporäre Lagerorte für Magma und Gase und nicht um den Ursprungsort des Magmas.

Der Ursprung liegt viel tiefer Erdmantel, vielleicht mehr als 620 Meilen (1.000 km) tief.Einige Wissenschaftler postulieren sogar, dass das Magma aus einem stammt Tiefe von 1.800 Meilen (2.900 km), wo der Mantel auf den Erdkern trifft.

Die Erdkruste besteht aus tektonischen Platten, die sich langsam bewegen, etwa mit der Geschwindigkeit, mit der ein Fingernagel wächst.Vulkane treten typischerweise dort auf, wo sich diese Platten entweder voneinander entfernen oder wo eine unter die andere drückt.Aber Vulkane können sich auch in der Mitte von Platten befinden, wie zum Beispiel die Vulkane auf Hawaii in der Pazifischen Platte.

Die Kruste und der Mantel, aus denen die Pazifische Platte besteht, brechen an verschiedenen Stellen, während sie sich nach Nordwesten bewegt.Unter Hawaii kann Magma durch die Risse nach oben wandern und verschiedene Vulkane an der Oberfläche versorgen.Das Gleiche passiert im Haleakala auf Maui. der zuletzt ausgebrochen ist vor etwa 250 Jahren.

Wie gelangt geschmolzenes Gestein aus der Tiefe des Erdmantels und was genau ist ein Mantelplume?

Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Mantel nicht aus einheitlichem Gestein besteht.Stattdessen, Unterschiede in der Art von Mantelgestein lassen es schmelzen unterschiedliche Temperaturen.An manchen Stellen ist das Mantelgestein fest, an anderen beginnt es zu schmelzen.

Das teilweise geschmolzene Gestein erhält Auftrieb und steigt zur Oberfläche auf.Das aufsteigende Mantelgestein ist es, was einen Mantelplume erzeugt.Da der darüberliegende Druck mit zunehmender Höhe des Gesteins abnimmt, schmilzt es immer mehr und sammelt sich schließlich in der Magmakammer.Wenn an der Oberfläche eine ausreichend große Öffnung vorhanden ist und sich genügend vulkanische Gase in der Magmakammer gesammelt haben, wird das Magma bei einem Vulkanausbruch an die Oberfläche gedrückt.

Seismische Aufnahmen von Forschungsteams, an denen ich beteiligt bin, haben gezeigt, dass Hawaiis Mantelwolke kommt aus der Tiefe des Erdmantels.

Aber die Wolke ist kein gerades Rohr, wie einige Konzeptfiguren vermuten lassen.Stattdessen ist es so Drehungen und Wendungen, ursprünglich aus dem Südosten kommend, sich dann aber in Richtung Westen von Hawaii wenden, wenn die Wolke in den flacheren Mantel reicht.Risse in der Pazifischen Platte leiten das Magma dann nach oben in Richtung der Magmakammer unter der Insel Hawaii.

Warum kommt es auf Hawaii normalerweise zu weniger dramatischen Ausbrüchen als an anderen Orten?

Hawaii liegt in der Mitte einer ozeanischen Platte.Tatsächlich ist es der isolierteste vulkanische Hotspot der Erde, weit entfernt von jeglichen Plattengrenzen.

Ozeanisches Magma unterscheidet sich stark vom kontinentalen Magma.Es hat eine andere chemische Zusammensetzung und fließt viel leichter.Also, das Magma ist weniger anfällig dafür, Vulkanquellen zu verstopfen auf seinem Aufstieg, was letztendlich zu einem explosiveren Vulkanismus führen würde.

Woher wissen Wissenschaftler, was unter der Oberfläche passiert?

Die vulkanische Aktivität wird mit vielen verschiedenen Instrumenten überwacht.

Am einfachsten zu verstehen ist vielleicht GPS.Die Art und Weise, wie Wissenschaftler GPS nutzen, unterscheidet sich vom Alltag.Es kann kleinste Bewegungen von wenigen Zentimetern erkennen.Bei Vulkanen deutet jede per GPS erkannte Aufwärtsbewegung an der Oberfläche darauf hin, dass etwas von unten drückt.

Noch empfindlicher sind Neigungsmesser, die im Wesentlichen mit Wasserwaagen identisch sind, mit denen Menschen Bilder an die Wand hängen.Jede Änderung der Neigung an einem Vulkanhang weist darauf hin, dass der Vulkan „atmet“, wiederum aufgrund der darunter fließenden Magma.

Ein sehr wichtiges Instrument ist die Überwachung seismischer Aktivitäten.

Vulkane wie der auf Hawaii werden mit einem großen Netzwerk von Seismographen überwacht.Jede Bewegung von Magma unten wird Erschütterungen verursachen, die von der Erde aufgenommen werden Seismometer.Einige Wochen vor dem Ausbruch des Mauna Loa stellten Wissenschaftler fest, dass die Erschütterungen aus immer geringeren Tiefen kamen, was darauf hindeutete, dass Magma aufstieg und ein Ausbruch unmittelbar bevorstehen könnte.Das ermöglichte es Wissenschaftlern, die Öffentlichkeit zu warnen.

Zu den weiteren Methoden zur Überwachung der vulkanischen Aktivität gehört die chemische Analyse der austretenden Gase durch Fumarolen – Löcher oder Risse, durch die vulkanische Gase entweichen.Wenn sich die Zusammensetzung ändert oder die Aktivität zunimmt, ist das ein ziemlich klares Zeichen dafür, dass sich der Vulkan verändert.