Bestimmung der Mechanismen und zeitliche Abläufe beim Magmaaufstieg von plinianischen Vulkanausbrüchen durch Dekompressionsexperimente: Eine Fallstudie des Pomici di Base-Ausbruchs, Mt. Somma-Vesuv (Neapel, Italien)

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sharon Webb, seit 7/2020
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427620531

800 Millionen Menschen leben Weltweit im Umkreis von 100 km um aktive Vulkane. Wie die Ascheemissionen des Ausbruchs von Eyjafjöll (Island) von 2010 zeigten, können Vulkanausbrüche nicht nur zu gesellschaftlichen Störungen durch den Verlust von Leben und Lebensunterhalt führen, sondern auch zu einer globalen Wirtschaftskrise durch Schäden an kritischen Infrastrukturen. Das Mt.Somma-Vesuv Vulkan Gebiet (Neapel, Italien) zählt mit seinen bis zu 3 Millionen Einwohnern zu den gefährlichsten Vulkangebieten der Welt und wird daher intensiv untersucht und überwacht. Trotzdem ist es immer noch nicht vorhersagbar, ob Vorläuferaktivitäten, wie Änderungen in vulkanischen Gasen, Bodenverformungen oder Seismizität, zu gering intensiven oder zu katastrophalen Ausbrüchen führen können.Entgasungsprozesse im Zusammenhang mit dem Aufstieg des Magmas in vulkanischen Schlöten sind von entscheidender Bedeutung für den Stil und die Intensität von Vulkanausbrüchen. Explosive Eruptionen werden durch die Ausscheidung volatiler Komponenten in eine separate Fluidphase angetrieben. Dieser Prozess wird durch den Druckabfall während des Aufstiegs des Magmas im Schlot oder nach mechanischem Versagen des der Magmakammer überlagernden Gesteins verursacht. Jedoch sind die Beziehungen zwischen Magma-Dekompression und Vesikulation noch wenig erforscht und kaum verstanden.In dieser Studie planen wir die Durchführung von Dekompressionsexperimenten in Hochdruck-Hochtemperaturapparaten an H2O-CO2-haltigen shoshonitischen und trachytischen Schmelzen des plinianischen Ausbruchs von Pomici di Base (Mt. Somma-Vesuvius, Neapel). Unser Ziel ist es zu verstehen, wie sich genetisch verwandte Magmen mit hoher bis mittlerer Viskosität während des Magmaaufstiegs im Hinblick auf Blasenbildung und Blasenwachstum verhalten. Darüber hinaus beabsichtigen wir, schnelle Dekompressionsexperimente durchzuführen, die fast oder gänzlich zur Magma-Fragmentierung führen. Durch die systematische Änderung der Zusammensetzung und der Komponenten der volatilen Phase sowie der Dekompressionsraten wollen wir die Beziehung zwischen Mechanismus und Rate der Blasenbildung nachvollziehen. Zusätzlich sollen das Blasenwachstum sowie die Fragmentierungstiefe und der Ausbruchstil besser charakterisiert werden.Die Ergebnisse der Studie werden für die Interpretation der Magmenvesikulation kurz vor der Eruption von Bedeutung sein, welche der Grund für das scheinbar anormale Eruptionsverhalten ist. Sie werden auch Schlüsseldaten für die Modellierung von Entgasungsprozessen während des Magma-Aufstiegs liefern, um die Entwicklung des ausbrechenden Stils zu verstehen und das volatile Budget zu ermitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartnerin: Lucia Pappalardo, Ph.D.
• Ehemalige Antragstellerin: Sara Fanara, Ph.D., bis 6/2020