Dank 17.000 Erdbeben und KI: Forscher entschlüsseln Vulkan von La Palma

Eine 3D-Karte des Bereichs unter La Palmas neuem Vulkan hilft der Wissenschaft dabei, die Kanaren besser zu verstehen. Erstellen konnten die Forscher das Modell aufgrund der Daten aus 17.345 Erdbeben.

Der Vulkan Tajogaite ist der jüngste auf den Kanarischen Inseln. Entstanden ist der Krater ab dem 19. September 2021 im Aridanetal beim großen Ausbruch auf La Palma. Das Bild oben zeigt den Vorher-Nachher-Vergleich.

In der Zeitschrift „Geophysical Research Letters“ wird in diesem Monat eine Forschungsarbeit präsentiert, die bisher ungeahnte Einblicke unter die Kanaren gewährt. Was das bedeutet:

Einmalige Daten aus Vulkanausbruch auf La Palma

Geleitet wurde die Arbeit vom Institut für Vulkanologie der Kanarischen Inseln (Involcán) und dem italienischen Nationalen Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV). „Es war eine einmalige Gelegenheit, einen neugeborenen Vulkan zu beobachten, während seine inneren Strukturen noch glühend und aktiv sind“, sagt Luca D’Auria. Er leitet die Vulkanüberwachung des Involcán.

Für die in der Zeitschrift beschriebene Studie und das 3D-Modell werteten die Forscher seismische Aktivitäten aus und erzeugten so Tomographie-Daten. Sie entstanden in den Wochen vor, während und nach dem Vulkanausbruch.

Durch das Zusammenfügen der Daten konnten die Wissenschaftler mit Hilfe von Hochleistungsrechnern ein dreidimensionales Bild der 1500 Meter unter dem Vulkan erzeugen. Die wichtigsten Daten lieferten die 17 temporär aufgestellten seismischen Stationen. Diese waren unmittelbar nach dem Ausbruch rund um den neuen Vulkan installiert worden.

Vulkanausbruch auf La Palma erzeugt 17.345 Erdbeben

Neun Monate lang wurden alle Erdbeben aufgezeichnet – egal wie stark oder gering sie waren. Die 17.345 Erschütterungen gelten als Schlüssel zum heutigen Durchbruch. „Durch künstliche Intelligenz konnten wir mehr als 17.000 Mikrobeben analysieren und dabei automatisch die nützlichen seismischen Wellen unterscheiden“, heißt es in der Studie.

Erkennbar wurden so Geschwindigkeitsmuster der verschiedenen Erdbewegungen und ihre Beziehungen zueinander. Ablesbar wird für die Wissenschaft auf diese Weise, dass poröses, mit Gas oder Dampf gesättigtes Gestein unter der Oberfläche liegt. In größeren Tiefen verändern sich diese Werte. Dort gehen die Wissenschaftler von flüssigem Gestein aus.

„Die Schwankungen zeigen uns, wie sich der Druck auf den Zustand der Flüssigkeiten im Inneren des Vulkans auswirkt: In der Tiefe bleiben sie flüssig, während sie weiter oben gasförmig werden“, sagt Sergio Gammaldi. Der Forscher arbeitet hauptberuflich am Vesuv-Observatorium des INGV.

Der jüngste Vulkan der Kanaren liefert wichtige Erkenntnisse

Die Daten ermöglichen den Wissenschaftlern außerdem, den Haupt-Magma-Kanal auszumachen. Dieser sorgte für den Bruch der Erdkruste und das Austreten der Lava. Dabei entstand der jüngste Vulkan der Kanaren. Er erstreckt sich seither über 15,62 Kubikkilometer.

Die Forscher betonen den Wert der gesammelten Daten. Diese seien auch für die Überwachung anderer Vulkane und die Vorhersage künftiger Eruptionen von entscheidender Bedeutung. D’Auria sagt dazu: „Die Untersuchung eines neugeborenen Vulkans von innen ist nicht nur eine wissenschaftliche Herausforderung: Sie bedeutet auch, unsere Fähigkeit zu verbessern, Risiken in Gebieten zu verhindern, in denen Millionen Menschen leben.“