Tektonisch-geomorphologische Kontrolle bei der Lokalisierung vulkanischer Eruptionszentren im magmatischen Boden der Südanden von Chile

• Antragsteller: Professor Dr. Bodo Bookhagen, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513597872

Lokale tektonische Spannungszustände, die mit der Entwicklung von Vulkanen einhergehen, können Ausbreitungswege von Magmen und damit die räumlich-zeitliche Entwicklung eruptiver Zentren und Gangsysteme beeinflussen. Auf physikalischen Prinzipien basierende Modellierungswerkzeuge sind mittlerweile in der Lage, solche Magmenpfade vorherzusagen, aber aufgrund weniger Feldbeobachtungen und zeitlichen Einordnungen können sie in komplexen vulkanischen Systemen nicht validiert werden. Es besteht daher ein dringender Bedarf, die Entwicklung von krustalen Spannungen in vulkanischen Eruptionszentren unter Berücksichtigung verschiedener Zeitskalen jenseits instrumenteller Beobachtungen besser zu verstehen und so unser Verständnis dieser Systeme zu verbessern. Mit diesem Antrag soll daher der Einfluss von Erosion, Sedimentation und Tektonik auf die Entwicklung des lokalen Spannungsfeldes innerhalb und unterhalb von Eruptionszentren untersucht werden. Auf Zeitskalen von mehreren tausenden Jahren soll die vulkanische Aktivität und ihre zeitlich-räumlichen Muster in den Regionen Laguna del Maule und Puyehue-Cordón Caulle in Süd-Chile erfasst werden; die Arbeitsgebiete sind Endglieder hinsichtlich der Beeinflussung der Krustenspannungen durch Auflast bzw. durch den erosiven Abtrag von Gestein. In diesem Projekt planen wir geologische und geomorphologische Feldarbeiten und Beobachtungen basierend auf fernerkundlichen Daten und Modellen, aber auch den Einsatz von Analogexperimenten, um die Hypothese zu testen, dass klimabedingte Oberflächenprozesse und tektonische Aktivität interagieren können, indem sie Veränderungen der Auflast in vulkanischen Zentren verursachen und die Ausbreitung von magmatischen Gängen beeinflussen. Dies beinhaltet die Analyse von hochauflösenden digitalen Höhenmodellen und anderen satellitengestützten Daten, strukturelle und geomorphologische Feldkartierungen sowie die zeitliche Einordnung junger vulkanischer Ablagerungen (40Ar/39Ar). Diese Erkenntnisse sollen genutzt werden, um Analogexperimente zur Magmaausbreitung besser zu definieren sowie das Programm MagmaPropagator zu testen und weiterzuentwickeln, um ein allgemeines, aber räumlich-zeitlich realistisches Modell in der Entwicklung vulkanischer Prozesse abzuleiten. Wir erwarten, dass das Projekt letztendlich bisher unerforschte oder wenig beachtete Zusammenhänge zwischen klimabedingten Erosions- und Sedimentationsprozessen und Vulkanismus aufdecken und die Vorhersage der räumlichen Ausdehnung zukünftiger Eruptionsherde verbessern wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile, USA
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Eleonora Rivalta, Ph.D.; Professor Dr. Manfred Strecker, Ph.D.
• Kooperationspartner: Dr. Alan Deino; Professor Dr. Daniel Melnick