Magma storage and transport during recent eruptions of El Hierro (Canary Islands)
Final Report Abstract
Die submarine 2011-2012 Vulkaneruption von El Hierro war ein Glücksfall für die Wissenschaft, da erstmals in der Geschichte der Kanarischen Inseln prä-, syn- und posteruptive Seismizität, Deformation und Entgasung durch ein dichtes Netz von Stationen aufgezeichnet wurden. Damit standen fundamentale Informationen über Tiefen und Richtungen der Magmenbewegungen zur Verfügung. Im Rahmen dieses Projektes wurden mehrere glasige Basalte dieser Eruption petrologisch untersucht, um mittels zweier Geobarometer (Klinopyroxen-Schmelze-Gleichgewicht und Fluideinschluss-Dichten) die Speicher- und Transporttiefen der Magmen zu bestimmen und diese mit den seismischen und geodätischen Daten zu vergleichen. Die Ergebnisse deuten auf die Existenz eines oder mehrerer Magmenreservoire im obersten Mantel zwischen 17 und 24 km Tiefe hin. Dieser Bereich ist in hervorragender Übereinstimmung mit der Tiefe syn-eruptiver Seismizität, die als Folge der Druckentlastung und möglichen Kollapses eines Magmenreservoirs interpretiert wurde. Weiterhin zeigen die petrologischen Daten, dass die Magmen nicht direkt vom Mantel an die Oberfläche aufgestiegen sind, sondern temporär (Stunden bis Tage) in der unteren Kruste verweilten. Dies deckt sich mit den prä-eruptiven seismischen und geodätischen Daten, die auf einen lateralen Transport des eruptierten Magmas über ca. 15 km Länge innerhalb der ozeanischen Unterkruste hindeuten. Die gute Übereinstimmung geophysikalischer und petrologischer Daten belegt die Eignung der verwendeten Geobarometer für Intraplattenvulkane wie z.B. El Hierro und La Palma, und validiert erstmals petrologisch basierte Modelle der Speicherung und des Transportes von Magmen dieser Vulkane. Zusätzliche geobarometrische Untersuchungen wurden an einer Serie von Proben prähistorischer Eruptionen von El Hierro durchgeführt. Die aus diesen Daten abgeleiteten Tiefen von Magmenreservoiren (14-25 km) überlappen sehr gut mit denen der 2011-2012 Eruption, und stimmen mit veröffentlichten Daten von älteren Proben der submarinen Flanken El Hierros überein. Dies deutet auf prinzipiell ähnliche Bedingungen und Wege des Magmentransports der meisten rezenten Eruptionen von El Hierro hin. Im Gegensatz dazu wurde für einen beprobten Trachyt eine Fraktionierungstiefe von 6-11 km erhalten, innerhalb der Ozeankruste. Insgesamt liegt nun ein detaillierter barometrischer Datensatz von El Hierro vor, wodurch sich das Magmenfördersystem weitaus besser als bisher verstehen lässt. Mit den Ergebnissen des Projektes können auch geobarometrische Daten anderer Vulkanen besser bewertet werden, Voraussetzung für ein besseres Verständnis dieser Vulkane und eine verbesserte Interpretation zukünftiger seismischer Krisen.
Publications
- (2014) Mixing in mantle magma reservoirs prior to and during the 2011–2012 eruption at El Hierro, Canary Islands. Geology 42:315-318
Longpré MA, Klügel A, Diehl A, Stix J
(See online at https://doi.org/10.1130/G35165.1) - (2015) Deep intrusions, lateral magma transport and related uplift at ocean island volcanoes. Earth Planet. Sci. Lett.
Klügel A, Longpré MA, García-Cañada L, Stix J
(See online at https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.09.031)
