Der Ubehebe-Krater im Death Valley zeigt, dass vulkanische Gefahrengebiete unterschätzt werden

Wenn Magma zur Erdoberfläche aufsteigt und auf Grundwasser trifft, baut sich Dampfdruck auf, der manchmal in Eruptionen explodiert, die Ströme heißer Asche ausspucken, möglicherweise Menschen verbrennen und ersticken und nahe gelegene Städte begraben. Nehmen Sie zum Beispiel ähnliche Ascheströme, die sich während der Eruptionen des Vesuvs bildeten und für viele der Todesopfer in der Stadt Pompeji um 79 n. Chr. verantwortlich waren

Diese sogenannten phreatomagmatischen Eruptionen treten nicht nur an großen, gebirgigen Vulkanen wie dem Vesuv auf. Sie können auch in verteilten Vulkanfeldern auftreten, wo sich die vulkanische Aktivität über ein breiteres, bescheideneres Gebiet erstreckt und die Eruptionen Krater hinterlassen, die Maare genannt werden. Während im Laufe der aufgezeichneten Geschichte nur eine Handvoll maarbildender phreatomagmatischer Eruptionen aufgetreten sind, können Geologen die gefährlichen Gebiete um zukünftige maarbildende Eruptionen abschätzen, indem sie untersuchen, wie weit sich vulkanische Ablagerungen von Maarkratern erstrecken.

Ablagerungen, die durch Ströme heißer Asche entstehen, die als pyroklastische Wellen bezeichnet werden, erstrecken sich 1 bis 6 Kilometer (0,6 bis 3,7 Meilen) von den meisten Maarkratern entfernt, was darauf hindeutet, dass die pyroklastischen Wellen nur so weit von einer Eruptionsstelle entfernt sind. Laut einer neuen Studie, die in veröffentlicht wurde, kann diese Distanzschätzung, die als Surge-Runout-Distanz bezeichnet wird, jedoch eine Unterschätzung sein Geophysikalische Forschungsbriefe.

Die Studie unter der Leitung von Professor Greg Valentine von der University at Buffalo erhöht die Reichweite des pyroklastischen Wellenausbruchs auf 10 bis 15 Kilometer (6 bis 9 Meilen). Der Beweis für den erhöhten Auslauf stammt aus dem Ubehebe-Krater im kalifornischen Death Valley, der vor etwa 2.100 Jahren durch einen phreatomagmatischen Ausbruch verursacht wurde. Dort fanden die Forscher pyroklastische Überschwemmungsablagerungen bis zu 9 Kilometer (5,6 Meilen) vom Krater entfernt, die sich wahrscheinlich einst noch weiter erstreckten, bevor sie von Wind und Regen weggewischt wurden.

Ubehebes Schwallauslauf ist möglicherweise repräsentativer für phreatomagmatische Eruptionen als die Auslaufentfernungen anderer untersuchter Maarkrater. Laut Valentine ist die Größe von Ubehebe im Vergleich zu ähnlichen Kratern nicht herausragend, aber die extrem trockene Umgebung des Death Valley mit wenigen Pflanzen und wenig Erosion hätte die vulkanischen Ascheablagerungen um Ubehebe besser erhalten können.

Mit anderen Worten, die Forscher glauben, dass Erosion der Schuldige für die kürzeren beobachteten Auslaufstrecken um andere Vulkankrater ist.

„Frühere Studien zur Auslaufentfernung von Wellen hatten die besten verfügbaren Daten verwendet, die auf Ablagerungen von Vulkanen basieren, bei denen ähnliche Eruptionen stattfanden“, sagte Valentine. „Die meisten von ihnen haben ein paar Kilometer genutzt, aber wir glauben, dass wir hier aufgrund der guten Erhaltung im Death Valley Hinweise auf einen größeren Wirkungsbereich sehen.“

„Wenn Sie versuchen, das Ausmaß der Auswirkungen von Vulkanausbrüchen herauszufinden, und Sie es durch die Linse der geologischen Aufzeichnungen betrachten, sind Sie dem verpflichtet, was erhalten ist“, sagte Erik Klemetti, ein nicht beteiligter Vulkanologe an der Denison University in der Studie. „Der entscheidende Punkt dieser Studie ist, dass an Orten, an denen die vulkanischen Ablagerungen nicht verloren gehen, viel Detailarbeit geleistet werden muss, um wirklich ein besseres Gefühl für die durchschnittlichen und maximalen Entfernungen zu bekommen, auf die sich einige dieser Gefahren auswirken könnten.“

Die Forscher verwendeten auch ein Computermodell, um die längere Überspannungsauslaufstrecke zu erklären. Obwohl phreatomagmatische Wellen von Maarausbrüchen für Menschen gefährlich heiß sind, sind sie kühler als die meisten anderen Vulkanwellen, da die Wärme des Magmas beim Verdampfen des Grundwassers verloren geht. Nach dem Modell der Forscher steigen diese kälteren und damit dichteren pyroklastischen Wellen nicht so stark auf und vermischen sich mit der darüber liegenden Luft wie heißere Wellen, was dazu führt, dass sie sich weiter über den Boden bewegen.

Neubewertung vulkanischer Gefahrenrisiken

Ausgedehnte Auslaufdistanzen pyroklastischer Wellen könnten große Auswirkungen auf die Bewertung der Vulkangefahren haben, insbesondere für Städte, die auf Vulkanfeldern gebaut wurden, wo zukünftige phreatomagmatische Eruptionen möglich sind. Laut Valentine: „Wenn Sie sich in einer großen Stadt befinden, unterscheidet sich eine Gefahr, die sich zehn Kilometer von einem Krater entfernt erstreckt, sehr von einer Gefahr, die sich nur zwei Kilometer vom Krater entfernt erstreckt. Der Vulkan könnte ein viel größeres besiedeltes Gebiet und viel mehr Infrastruktur betreffen .“

„Die Studie hat sicherlich große Auswirkungen auf Orte wie Auckland, die auf einem Vulkanfeld gebaut wurden“, sagte Jan Lindsay, Professor an der University of Auckland und Co-Leiter von DEVORA, einem behördenübergreifenden, kooperativen Forschungsprogramm, das Bewertungen von Vulkangefahren liefert und die damit verbundenen Risiken für die rund 1,72 Millionen Menschen in Auckland, einer der größten Städte Neuseelands.

„Wir haben auch viel Wasser, das benötigt wird, um diese phreatomagmatischen Eruptionen zu erzeugen“, sagte Lindsay. „Es besteht die Erwartung, dass wir eine solche Eruption haben sollten, sollte unser Vulkanfeld erneut ausbrechen.“

Jessica Ball, Vulkanologin am California Volcano Observatory des US Geological Survey, stimmt dem zu. „Die Studie hat einen großen Einfluss darauf, wie wir Gefahrenzonen für diese Art von Vulkanen zeichnen“, sagte sie. Ball hilft bei der Erstellung von Vulkangefahrenbewertungen am kalifornischen Clear Lake und in der Umgebung, wo 17.910 Menschen auf einem aktiven Vulkanfeld leben. „Wir können unser Wissen darüber nutzen, wo frühere Eruptionen aufgetreten sind, die Spannungen in der Erdkruste, wo sich die Wärme unter der Oberfläche befindet und wie sich die Eruptionen verhalten, wie z.

Sowohl Ball als auch Lindsay zufolge sind genaue Auslaufentfernungen erforderlich, um zu beurteilen, ob und wo Ballungsgebiete evakuiert werden müssen, wenn man sich auf einen bevorstehenden Vulkanausbruch vorbereitet. Gegenwärtige Gefahrenbewertungsmethoden müssen möglicherweise ihre Auslaufdistanzen für pyroklastische Überspannungen aktualisieren, um den politischen Entscheidungsträgern genauere Bewertungen zu liefern, aber es ist noch weitere Arbeit erforderlich, um vollständig zu verstehen, wie sich die vorgeschlagene längere Auslaufzeit von pyroklastischen Überspannungen auf Städte wie Auckland auswirken wird.

„Für Auckland berücksichtigt unser aktueller Notfallplan für Vulkane eine Evakuierungszone mit einem Radius von 5 Kilometern (3 Meilen) um jeden neuen Schlot, um die Gefahren pyroklastischer Überspannungen zu berücksichtigen. Angesichts dieser neuen Studie müssen wir zunächst sorgfältig prüfen, ob dies der Fall ist bei einem zukünftigen Ausbruch in Auckland sind möglicherweise auch längere Stoßentfernungen möglich, und wenn ja, welche Risiken für Leben und Sicherheit jenseits von 5 Kilometern (3 Meilen) bestehen“, sagte Lindsay.