Die explosive Entstehung des Pulvermaars im West Eifel Vulkanfeld (WEVF): H2O oder CO2?
Paläontologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Kurzprojektes war es, die Entstehung von speziellen Eifelvulkanen, den touristisch attraktiven Maaren, mit neuer Fragestellung zu überprüfen. Nach Steininger (Trier) (1820) bestehen die Ablagerungen des bekannten Pulvermaars aus zerbrochenem Gebirge sowie aus Lavakugeln. Da Maare heutzutage durch oberflächennahen Kontakt zwischen Magma und Grundwasser erklärt werden ("phreatomagmatisch"), jedoch keine lithologischen Analysen von Maarablagerungen vorliegen, boten die Lavakugeln vielversprechende vulkanische Zeugen für die Überprüfung dieser seit Jahrzehnten vorherrschenden aber schwer zu beweisenden Interpretation. Unsere begonnene Neuuntersuchung der Lavakugeln ergab, dass die zwei Haupttypen von Lavakugeln in den Pulvermaarschichten nicht mit dem phreatomagmatischen Entstehungsmodell der Maare als in relativ geringer Tiefe entstanden kompatibel sind. Typ 1 Knollen (nodules), bis 35 cm im Durchmesser, sind plutonische (Alkaliamphibolit/-pyroxenit) Bruchstücke aus Krustentiefen von ca. 20 km (ausweislich der CO2-Fluideinschlüsse in Pyroxenkristallen). Alle Knollen sind stark gerundet und nach der Rundung von multiplen bis 3 cm dicken Lavarinden umgeben analog wie Gneisbruchstücke (Nebengestein des fossilen Magmareservoirs). Diese Knollenassoziation spiegelt hochturbulente, extrem gasreiche Bildungsbedingungen wider, die durch ein neu eingedrungenes Magma der gleichen melilithnephelinitischen Zusammensetzung wie die der Plutonitknollen ausgelöst worden sein muss. Die entscheidende Eigenschaft von melilithnephelinitischen Magmazusammensetzungen ist ihr anhand vieler experimenteller Untersuchungen belegter extrem hoher CO2-Gehalt. Die Freisetzung hoher CO2-Konzentrationen auch in größeren Krustentiefen ist theoretisch und experimentell gut begründet. Ein zweiter Typ von Lavakugeln (pellets) besteht aus rundlichen bis maximal 10 cm großen Lavalapilli, die aus agglutinierten Lavafetzen bestehen und von denen die wenigen bisher mikroskopisch untersuchten auch von einer dünnen Lavahaut umgeben sind. Diese pellets repräsentieren bis etwa 30 vol % in den beiden unteren stratigraphischen Gruppen der insgesamt etwa 12 m mächtigen Ablagerungen und sogar bis >50 vol % in der obersten ca 8 m mächtigen geschichteten Pulvermaar Einheit. Mit anderen Worten die pellets repräsentieren einen wesentlichen Teil der aufgeschlossenen Ablagerungen, die gegen Ende der Maareruptionen eruptiert wurden. Diese pyroklastischen Ablagerungen sind mit dem gängigen phreatomagmatischen Modell der Maarbildung inkompatibel. Maare wurden früher (bis Anfang der siebziger Jahre) durch Gasexplosionen erklärt, ein Entstehungsmodell, das in den letzten Jahrzehnten mangels Beweisen durch das phreatomagmatische ersetzt wurde. Allerdings wird von Wissenschaftlern, die in hochalkalischen und karbonatitischen Vulkanproinzen (Italien, Brasilien) arbeiten, die Auffassung vertreten, dass Maare durch CO2-Explosionen entstehen. Unsere vorläufige Arbeitshypothese, dass das Pulvermaar und benachbarte Maare der eng gescharten Gillenfeld und Daun Maarcluster, nach unseren Analysen ähnlicher chemischer Zusammensetzung und Auftreten von "Lavakugeln", vermutlich durch CO2-Explosionen entstanden und damit im Prinzip Kimberlitdiatremen ähneln, haben wir in einem Manuskript zusammengefasst, das 2025 im Bulletin of Volcanology veröffentlicht wurde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Origin of maar clusters at the type locality Eifel (Germany): H2O or CO2?. Bulletin of Volcanology, 87(3).
Schmincke, Hans-Ulrich; Sumita, Mari; Chakraborty, Sumit & Hansteen, Thor H.
