Gewalt eines Vulkan kalkulierbar?

Lässt sich die Gewalt eines Vulkan berechnen?

Während es unter El Hierro weiter ruhig zugeht, spukt der Bardarbunga auf Island weiter große Mengen an Lava aus. Auf El Hierro werden aber auch fast täglich kleine Beben registriert, wie aus dem IGN Bebendiagramm der letzten 90 Tage links hervor geht. Es sind Mini-Erdstöße die selten die Stärke von ML1,5 überschreiten. Heftiger geht es in Island zu. Beben bis ML5,0 (am 6.11. gar bis ML5,4) sind an der Tagesordnung, Inzwischen wurde nach Schätzungen der IMO fast 2 km³ Lava an die Inseloberfläche befördert. Die Lava bedeckt eine Fläche von 70 km² und dürfte seit der Laki Eruption im Jahre 1783 - 1784 der größte Lavaauswurf auf Island sein. 

Die Gewalt eines Vulkan kann sich auch langsam entladen. Anders als zunächst erwartet, verläuft die Eruption des Bardarbunga "friedlich". Keine hohen Aschewolken die über weite Teile Nordeuropa hinwegziehen und den Flugverkehr beeinträchtigen. Aber die Eruption ist noch nicht zu Ende. Unter dem Gletscher scheint sich Lava zu sammeln, das immer noch die große Eisschmelze auslösen und zu einer explosiven Eruption führen kann. Dann würde sich die Gewalt des Vulkan komprimiert offenbaren.

Die Gewalt eines Vulkan steckt auch im Gas

Im Moment beobachten die Vulkanologen aber mit Sorge die immense Gasemission. Täglich werden 20.000 bis 40.000 Tonnen Schwefeldioxid (SO2) ausgestoßen. SO2 verwandelt sich in Verbindung mit Wasser zu einer gefährlichen Säure, die das Leben und das Klima nicht nur in Island nachhaltig beeinträchtigen kann. Siehe auch hierzu "Klimafolgen von Vulkan Eruption - es könnte kalt werden" im Spiegel-Online.

Die Schwefeldioxidwolke treibt auch heute (Grafik IMO) in die dichter besiedelten Gebiete um Reykjavik im Südwesten. SO2 ist nur ein Gas - auch große Mengen des umweltschädlichen Kohlendioxid (CO2) oder Methan werden freigesetzt.

Experten vermuten, dass diese Vulkan Eruption noch lange andauern kann. Im fast menschenleeren Eruptionsgebiet im östlichen Teil der Insel, stören die großen Lavaströme kaum. Es ist nur wenig Infrastruktur vorhanden. Erst bei größeren Schmelzprozessen könnte das freiwerdende Wasser auch ins Inselinnere vordringen und Thermalkraftwerke und andere Einrichtungen gefährden. Das wären dann die sekundären Auswirkungen der Gewalt eines Vulkan.

Eine interessante 3D Animation-Video (danke dfmorvan) von August 2014 bis heute zeigt, wie sich die Beben vom eigentlichen Vulkan Barbardunga zunächst nach Norden zur Spalteneruption verlagert haben. Um dann seit einigen Wochen wieder langsam zum heutigen Epizentrum zurück zu kehren. Magma als Bebenauslöser weicht genauso wie andere Elemente (Wasser, Luft) einem Hindernis aus, um an einer dünnen und leicht zu durchdringenden Gesteinsschicht seine Energie in die Atmosphäre abzubauen. 
Es drängt sich die Vermutung auf, dass jetzt direkt in der Bardabunga Caldera (Höhlkörper) sich ein Sammelplatz für die austretende Lava gefunden hat. Allerdings gilt es, den einige hundert Meter dicken und darüber liegenden Eispanzer noch aufzuschmelzen. Ob das gelingt entscheidet der weitere Magmanachschub aus dem Erdinnern. Das Ergebnis werden wir sehen.

Wie können wir die Gewalt eines Vulkan abschätzen?

Es sind ungeheure Kräfte die bei einer Vulkaneruption freigesetzt werden. Die Energiemenge wie Druck, die Wärme oder die Kräfte der ausgestoßenen Gase lassen sich nicht einmal abschätzen, geschweige denn Berechnen.

Bei der Bebenstärke die messbar ist und kumuliert wird, kann die freigesetzte Energie in etwa bestimmt werden. Wie bei Kernwaffen wird die Sprengkraft in Megatonnen TNT umgerechnet.

Am Beispiel Bardarbunga haben sich von August bis Mitte Oktober 2014 insgesamt 7.7e17 Nm = Joule angesammelt. Das wären dann 184,8 Megatonnen TNT und entspricht rund 14.000 Hiroshima Atombomben (Danke an Peter Kocksholt für die Berechnung o. Gewähr).

Eine unvorstellbare Kraft die sich in den letzten Wochen noch weiter maximiert hat - und das ist nur die Energie der Beben bis 15. Oktober 2014.

Wer das ganze einmal Nachrechnen möchte, hier die empirische Formel:

E [J] ≈ 10(4.8+1.5MS)

Eine Erhöhung von MS um 1 bedeutet also eine Steigerung der abgestrahlten Energie um einen Faktor 101.5 ≈ 30.

Sofern MS und MW übereinstimmen, ergibt sich hieraus

E ≈ 10(4.8+1.5 (2/3 log10M0-6.1) ) ≈ 5×10-5 M0

Das aktuelle Zahlenmaterial ist über diesen Link.: Bardarbunga Seismicity (ganz oben) zu entnehmen.

Wenn wir einen Energie-Weltmeister auf Erden haben, dann Vulkane. Bei einer Eruption entfacht die Gewalt eines Vulkan Kräfte, die wir nur bestaunen können. In den Griff bekommen wir diese Giganten nicht - wir können nur davon laufen. In der Geschichte wurden Inseln auseinander gerissen, ganze Städte in minutenschnelle verschüttet oder eine Eiszeit ausgelöst. Diese Gewalt eines Vulkan gilt als stärkste und unberechenbarste Naturkraft auf unserem Globus und war aber auch maßgeblich an der Entstehen unseres Leben beteiligt. Dazu aber in einem späteren Beitrag mehr.