Risikoabschätzung eines Vulkanausbruchs

Wissenschaftler nutzen signifikante Vorzeichen eines Vulkanausbruchs für die Abschätzung von Gefahr und Risiko.

Um das Gefahrenpotenzial eines Vulkans zu beurteilen und bevorstehende Ausbrüche zu prognostizieren, wird die frühere vulkanische Aktivität auf unterschiedlichen Zeitskalen erfasst und mit aktueller Vulkanüberwachung verbunden.

Für jüngere, historische Eruptionen gibt es oft Berichte von Augenzeugen. Weiter zurückliegende Aktivitäten werden aus den Ablagerungen vergangener Eruptionen rekonstruiert. Auf diesem Wege kann die Systematik, das "typische" Verhalten eines einzelnen Vulkans oder einer Vulkangegend bestimmt werden. In die Gefahreneinschätzung fließen die Faktoren Eruptionsstil und -dimension, die zeitliche Abfolge und das gegenwärtige Verhalten des Vulkans ein.

Eruptionsstil und -dimension

Für die Abschätzung des Risikos bei einem Vulkanausbruch sind Kenntnisse über mögliche Folgen nach einem Ausbruch wichtig. Hierbei spielen Erkenntnisse aus früheren Vulkanausbrüchen eine wesentliche Rolle. Viele Vulkane entwickeln einen oder mehrere für sie "typische(n)" Eruptionsstil(e). Das Eruptionsverhalten eines Vulkans steht meist in einem unmittelbaren Zusammenhang mit seiner Lage (tektonischen Position). Während großräumig die Plattentektonik Einfluss auf die chemische Zusammensetzung des Magmas nimmt, können kleinräumig lokale Schwächezonen in der Erdkruste den Magmenaufstieg begünstigen.

Von einigen historischen Vulkanausbrüchen existieren Aufzeichnungen, die auf Augenzeugenberichten basieren. Bei lange Zeit inaktiven Vulkanen werden Gesteine in der Umgebeung untersucht, die bei früheren Ausbrüchen abgelagert wurden. Die räumliche Verteilung und die Chemie des Gesteins spielen dabei ein wichtige Rolle. Hieraus können Abläufe über frühere Eruptionen rekonstruiert werden. Die Menge des Magmas, der Gasgehalt, aber auch der Ablagerungsort, also wie weit das Gestein ausgeflossen oder weggeschleudert wurde, sind wichtige Hinweisgeber auf das Eruptionsverhalten. Auch Sekundärphänomene wie Lahare, Waldbrände, oder Hangrutschungen können auf diese Weise ermittelt werden.

Eruptionswahrscheinlichkeit

Wie wahrscheinlich ist es, dass ein Vulkan ausbricht? Und wann wird er vermutlich das nächste Mal ausbrechen?

Jede Risikoabschätzung erhält erst durch Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit, dass etwas passiert, ihren Wert. Ebenso wie die erwartete Art und Stärke einer künftigen Eruption wird auch ihre Wahrscheinlichkeit aus vergangener Vulkantätigkeit abgeleitet. Aus der tephrostratigrafischen, also den Ablagerungen der einzelnen Aschelagen sowie historischen Dokumentationen lässt sich zusätzlich zum Eruptionsstil und -dimension auch die zeitliche Abfolge der Ausbrüche nachvollziehen. Über eine statistische Zeitreihenanalyse der Intervalle zwischen den Eruptionen - den Zeiten, in denen sich das System zur nächsten Eruption hin entwickelt - kann die Wahrscheinlichkeit einer innerhalb eines bestimmten Zeitraumes bevorstehenden Eruption bestimmt werden. Entsprechend können die zuständigen nationalen und regionalen geologischen Überwachungsdienste und Behörden entscheiden, welchen Vulkanen für die aktive Kurzzeitüberwachung Priorität eingeräumt wird.

Vulkanüberwachung und Frühwarnung

Der Mensch kann die Kräfte eines Vulkanausbruchs nicht bändigen – die Vorhersage einer Eruption eröffnet jedoch die Möglichkeit, Vorsorgemaßnahmen zu treffen und gegebenenfalls die Bevölkerung zu evakuieren. Vulkanüberwachung und die damit verbundene Frühwarnung spielt sich auf kurzen Zeitskalen ab. Monate, Wochen, Tage; schließlich Stunden und Minuten. Allerdings kann ein Vulkan auch ohne jegliche Vorwarnung explodieren. Doch oftmals existieren Anzeichen. Aktuelle Veränderungen der Aktivität werden aufgezeichnet und bewertet: vollziehen sie sich allmählich oder plötzlich; sind es kleine Veränderungen oder haben sie ein dramatisches Ausmaß?

Wie zeichnet sich eine Eruption im Vorfeld ab?

Vorboten für einen bevorstehenden Vulkanausbruch können zum Beispiel sein:
» Änderungen in der Menge und der Zusammensetzung der still ausgestoßenen Gase
» Deformation des Vulkangebäudes
» Kleinere Erdbeben

Zur Überwachung werden eine Reihe von Messgeräten eingesetzt. Still austretende Gase können direkt beprobt werden. Weiterhin kommen Fernerkundungsgeräte wie (Wärmebild)Kameras  entweder vom Ballon oder einer Drohne oder auch vom Satelliten aus zum Einsatz. Mit seismischen Netzwerken werden Erschütterungen in der Erdkruste, also Erdbeben aufgezeichnet. Zur Erfassung etwaiger Deformationen stehen GPS-Netzwerke und Satelliten zur Verfügung. Neuerdings kommen auch Geräte wie Webcams bei der Überwachung von Vulkanen zum Einsatz.

Erstellung eines Lagebildes

Das Gefahrenpotenzial eines Vulkanes einzuschätzen, ist eine komplexe Aufgabe. Je mehr Kenntnisse hierbei über die verschiedenen Parameter zusammenfließen, desto besser kann diese bewältigt werden. Einzelne Eruptionen, Vulkane und Vulkangebiete werden fortschreitend wissenschaftlich erfasst, so dass schrittweise mehr und mehr Informationen für ein besseres Management der Vulkangefahren zur Verfügung stehen.

Vulkangefahren mit allen Facetten werden der Bevölkerung zunehmend vermittelt. Durch besseres Risiko- und Gefahrenbewusstsein lassen sich Katastrophenschutzmaßnahmen besser planen sowie ein geegneter Flächennutzungs- und eine vernünftige Verkehrsplanung erarbeitet werden.

Text, Fotos und Grafiken soweit nicht andere Lizenzen betroffen: eskp.de | CC BY 4.0
eskp.de | Earth System Knowledge Platform – die Wissensplattform des Forschungsbereichs Erde und Umwelt der Helmholtz-Gemeinschaft

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