Seismische und Infraschall-Netzwerke zur Untersuchung des Vulkans Oldoinyo Lengai

• Antragstellerin: Professorin Dr. Miriam Christina Reiss
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408905534

Der Vulkan Oldoinyo Lengai in der Nordtansanischen Divergenz ist der weltweit einzige aktive natriumkarbonatitfördernde Vulkan und stellt somit ein wichtiges und einmaliges magmatisches System innerhalb eines jungen Riftsegments des Ostafrikanischen Rifts dar. Das Eruptionsverhalten des Vulkans zeigt langanhaltende effusive Natriumkarbonatit-Ausbrüche im Wechsel mitplötzlichen explosiven Phasen von kurzer Dauer. Diese Änderungen werden unter Umständen durch die Wechselwirkungen verschiedener Magmakammern und -netzwerke unterhalb des Oldoinyo Lengai sowie der benachbarten Riftvulkane hervorgerufen. Andere Erklärungen der Eruptionsdynamik gehen auf einen komplexen Differentiationsprozess zurück, in dem vermittelt durch CO2 natriumkarbonatitisches Magma aus einer Magmakammer entsteht.Um die Rolle der Wechselwirkungen zwischen den Magmakammern beziehungsweise der Magma-Fördersysteme besser zu verstehen, hat dieses Projekt zum Ziel, die magmatische Architektur unterhalb des Oldoinyo Lengai, sowie einer Zone anhaltender Seismizität und intrusiver Aktivität unterhalb des 1 Millionen Jahre alten, erloschenen Vulkans Gelai und dem aktiven monogenetischen Vulkanfeld Naibor Soito, abzubilden und zu analysieren. Das Projekt sieht vor, ein temporäres, dichtes seismisches Netzwerk um diese Vulkane herum aufzubauen. Zusätzlich werden Infraschall-Sensoren in Nähe des aktiven Oldoinyo Lengai installiert. Diese Netzwerke werden die Detektionsschwelle für vulkan-tektonische Ereignisse signifikant reduzieren und erlauben, zeitliche Änderungen innerhalb des magmatischen Systems zu beobachten. SDarüber hinaus ermöglivcht es die detaillierte Abbildung des weltweit einzigartigen Oldoinyo Lengai Magmazufuhrsystems.Die wichtigsten Forschungsziele sind: 1) der Vergleich der vulkano-tektonischen Erdbebenereignisse karbonatitischer Vulkane mit denen ihrer basaltischen Gegenstrücke durch Analyse der lokalen Seismizität, 2) die Beobachtung der Aktivität des Schlots durch Infraschall und Analyse der Gemeinsamkeiten/ Unterschiede der Infraschall-Signale und Seismizität zur besseren Bestimmung der Quellprozesse, 3) die Abbildung des Untergrundes mit dem Fördersystem des Vulkans inklusive der Anzahl der Magmakammern mittels Ambient-Noise-Tomographie, sowie 4) die Untersuchung zeitlicher Änderungen der seismischen Geschwindigkeiten und der Spannungszustände im magmatischen System durch die Analyse von Ambient-Noise-Kreuzkorrelationen bzw. Scherwellen-Splitting lokaler Erdbeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation, Tansania, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Cynthia Ebinger, Ph.D.; Professor Dr. Tobias Fischer; Dr. Andrey Jakovlev; Dr. Emmanuel Owden Kazimoto; Professorin Dr. Evelyne Mbede; James Muirhead, Ph.D.; Professor Dr. Alfred Muzuka
• Mitverantwortlich: Dr. Christoph Sens-Schönfelder