Die explosive Entstehung des Pulvermaars im West Eifel Vulkanfeld (WEVF): H2O oder CO2?

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Ulrich Schmincke (†)
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445046755

Maare, eine auffällige, touristisch attraktive (Westeifel) vulkanische Kraterstruktur, sind umgeben von einem Wall, der meist überwiegend aus fragmentiertem Oberkrustengestein (Devon) besteht. Während Maarstrukturen früher als CO2-bedingte Explosionskrater interpretiert wurden, setzte sich seit den frühen siebziger Jahren die Auffassung durch, daß Maare durch das explosive Aufeinandertreffen von aufsteigendem Magma und Grundwasser entstehen, eine Interpretation, die auch in populären Schriften als bewiesen dargestellt wird. Eine genauere Analyse der ausgeworfenen Tephrapartikel des prominenten Pulvermaars (Westeifel) zeigt, daß ca. 50 % der Pulvermaartephra aus rundlichen Lapilli besteht, deren Kern aus magmatischen, von einer dünnen Lavahaut ummantelten Tiefengesteinsfragmenten besteht. Dieser Befund läßt auf komplexe Entstehungsprozesse schließen, die im wesentlichen magmatisch gesteuert wurden und denen von kimberlitischen Systemen ähneln. Da die Tiefengesteine anhand der Fluideinschlüsse in Klinopyroxenkristallen in etwa 20 km Tiefe entstanden, ergibt sich eine mehrstufige Entstehung der Pulvermaar Ablagerungen. Nach der Intrusion eines CO2-reichen alkalischen basaltischen Magmas in der unteren Kruste und seiner weitgehenden Erstarrung wurden diese Tiefengesteine – vielleicht durch hochgespanntes CO2 - samt dem umgebenden metamorphen Wirtsgestein fragmentiert, gerundet, von einem neu aufgestiegenen Magma ummantelt und in einem turbulenten CO2-Gasstrom in die Nähe der Erdoberfläche transportiert. Hier führte das heiße Gas-Partikelgemisch möglicherweise durch Aufheizung von Grundwasser in der devonischen Oberkruste zu dessen starker Fragmentierung. Die Mischung aus magmatischen Lapilli und devonischen Sandstein/Schieferfragmenten wurde in hochenergetischen Transportsystemen (base surges, tephra jets) aus dem Kraterwall herausgeschossen. Ca. 10 m mächtige melilithnephelinitische Agglutinate am nördlichen Kraterinnenrand zeigen, daß Lavafontänen Teil des Eruptionsprozesses waren. Die geplanten systematischen Gelände- und Laboranalysen versprechen einen Beitrag zum möglichen Paradigmenwechsel in der vorherrschenden Auffassung der Maargenese in der Eifel sowie zu Entstehung und Ablauf von wesentlich CO2-gesteuerten explosiven Vulkaneruptionen zu liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Kooperationspartner: Professor Michihiko Nakamura, Ph.D.