Unterirdische Druckmodulation verursacht Ausbrüche des Strokkur Geysers, Island

• Antragstellerin: Professorin Dr. Eva Eibl
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571577001

Geysire sind Naturphänomene, die Besucher und Wissenschaftler faszinieren. Es handelt sich um heiße Quellen, die zyklisch hydrothermale Flüssigkeiten bis zu mehreren Dutzend Metern in die Luft ausstoßen. Die Zeitspanne zwischen Eruptionen kann Minuten bis Tagen betragen. Geysire werden durch eine Wärmequelle im flachen Untergrund angetrieben, die im hydrothermalen Reservoir spezifische Druck- und Temperaturbedingungen verursacht. Flüssigkeiten überqueren zyklisch über die Flüssigkeits-Dampf-Grenze und verursachen Ausbrüche. Weltweit gibt es nur etwa 1000 Geysire, und ihre Untergrundstruktur, einschließlich des darunter liegenden Grundwasserleiters, der Prozesse und der Schlotbedingungen, ist im Hinblick auf die Ausbruchshäufigkeit und -dynamik noch immer schlecht erforscht. SUBMERGE zielt darauf ab, die Prozesse, die im System des Geysirs Strokkur in Island ablaufen, besser zu verstehen und seine Reaktionen auf externe Kräfte (wie Erdbeben, Eruptionen oder größere meteorologische Veränderungen) zu untersuchen. Der Geysir Strokkur liegt im Tal Haukadalur in Südisland, in dem sich mehrere heiße Quellen sowie der große Geysir befinden. Wir werden Strokkur im Kontext des geothermalen Gebietes und seiner magmatischen Wärmequelle untersuchen. Seismologischen Lokalisierungen zufolge wird der Geysir Strokkur von einem Blasenreservoir gespeist, das sich in 23,7 ± 4,4 m Tiefe westlich des Conduits befindet. Ein solches Reservoir kann einzelne Eruptionen erklären, aber die Mehrfacheruptionen von Strokkur erfordern ein komplexeres konzeptionelles Modell, das mit einem einzelnen Blasenreservoir nicht vereinbar ist. Darüber hinaus ist die Verbindung zwischen dem oberflächennahen Schlotsystem und dem umgebenden Bereich mit hohem Widerstand ebenfalls nicht ausreichend geklärt. SUBMERGE kombiniert (i) lang- und kurzzeitige passive seismologische Methoden (wie nodale Umgebungsgeräuschtomographie und hochauflösende zeitliche seismologische Datenanalyse) mit (ii) Druck- und Temperaturmessungen im Schlot. SUBMERGE verfolgt drei klar definierte Ziele: (I) Abbildung und Lokalisierung von Strukturen innerhalb des größeren geothermalen Gebiets um Strokkur und das magmatische Wärmereservoir, (II) Charakterisierung der Prozesse und der Blasenreservoirgoeometrien mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung, sowie (III) Bewertung der Faktoren, die das Geysirverhalten kurz- oder langfristig beeinflussen. Deutsche und Schweizer Kollegen werden in verschiedenen, sich ergänzenden Arbeitspaketen gemeinsam an diesen Zielen arbeiten. SUBMERGE sieht gemeinsame Feldarbeiten vor, um Daten zu sammeln, die dazu dienen, unser Verständnis von Hochenthalpie-Systemen und insbesondere der Untergrundstruktur von Strokkur zu verbessern. SUBMERGE wird das Zusammenspiel zwischen Wärme- und Stofftransport und seismologischen Signalen beleuchten und gleichzeitig zur Verfeinerung hochauflösender Bilder von Hydrothermal- und Grundwassersystemen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Island, Schweiz
• Partnerorganisation: Schweizerischer Nationalfonds (SNF)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Egill Gudnason; Kristin Jonsdottir; Professor Dr. Matteo Lupi