Erdbeben bei verändertem Grundwasser?

Erdbeben Indikator bei erhöhten chemischen Wasser-Werten.

Die chemische Zusammensetzung von Grundwasser ändert sich vor einem Erdbeben. Das fanden nun Wissenschaftler der Universität Stockholm heraus. Forschungsobjekt war eine heiße Quelle auf Island. Fünf Jahre lang entnahmen die Geologen wöchentlich aus 100 Meter tiefe Wasserproben. Untersucht wurden die Proben auf die Isotope Sauerstoff-18 und Wasserstoff-2 (Deuterin).

Links ein Screen aus dem aktuellen ZDFVideo von Reinhard Wurzel zur Eruption des Bardarbunga auf Island. Das komplette und interessante Video finden Sie weiter unten.

Bereits Monate vor einem starken Beben stiegen diese Werte auf neuen Höchststand an und hielten bis zum Erdstoß das hohe Level. Ab April 2012 schnellte der Wasserstoff-2 Wert in die Höhe. Im Oktober 2012 gab es im Messgebiet ein ML5,6 Erdbeben. Genauso im Februar 2013 und zwei Monate später im April ein ML5,5 Erdbeben. Auch der Natrium Gehalt des Grundwassers hatte sich erhöht.

Gut – es kann jetzt Zufall gewesen sein, aber auch auf El Hierro wurden vor der Eldiscreto Eruption mit starken Erdbeben, höher Wasserwerte gemessen.

Ein starkes Erdbeben kommt nicht aus heiterem Himmel. Zur Auslösung eines entsprechenden Erdstoß müssen sich im Untergrund bereits Kräfte summiert haben, die kleine Risse und Spalten bilden und das Gestein unter Druck setzen. Durch diese Spalten kann Grundwasser in tiefere Regionen vordringen und andere Mineralien aus dem Gestein lösen. Dieses neue Mischungsverhältniss ist dann messbar. Ein Erdbeben oder eine Vulkaneruption lässt sich damit aber nicht sicher voraus sagen. Es ist nur ein weiteres Indiz – neben dem Seismografen, der GPS Oberflächenverformung und den sich verändernden Kohlen- und Schwefeldioxid- Werten in der Atmosphäre, die auf eine gravierende Änderung im geologischen Untergrund hinweisen.

Der Wink der Natur mit dem Zaunpfahl … und das sollte der Mensch auch ernst nehmen. Ein Frühindikator den man nur richtig deuten muss. Oft haben sich dann starke Erdbeben oder eine vulkanische Eruption in der Folgezeit eingestellt.

Oder auch mysteriöse Lichterscheinungen die in der Vergangenheit vor Erdbeben beobachtet wurden. Durch die Gesteinsreibung können elektrische Spannungen aufgebaut werden, die sich bei hoher Konzentration über die Luftmoleküle in sichtbarem Licht entladen.

Auch gibt es Menschen die förmlich bevorstehende Erdbeben riechen oder spüren können. Es sind vielleicht Spannungen oder noch nicht bekannte Gas-Ausdünstungen die für besonders sensible Mitmenschen wahrnehmbar werden. Bei Tieren wurde dies schon teilweise nachgewiesen.

Hier gibt es noch viel Forschungsbedarf. Einiges wird heute noch mit “Spinnerei” oder “Pseudowissenschaft” abgetan. Ich bin mir aber sicher, dass sich einige Rätsel in Kürze auch physikalisch erklären lassen. Schließlich war unsere Erdkugel auch mal eine Platte und der Mittelpunkt der Welt.

Hubschrauberflug über die Eruptionsspalte des Bardarbunga

El Hierro Erdbebenstatistik im Vergleich

Die El Hierro Erdbebenstatistik zeigt Unterschiede zu Island auf.

Die jüngsten Beben der vergangenen Tage unter El Hierro lagen bei einem Maximum von ML2,1 – siehe IGN Grafik oben. Auch der stärkste Erdstoß vom Dezember 2013 erreichte “nur” ML5.1. Im Vergleich zu Island waren das noch bescheidene und selten auftretende Starkbeben. Allerdings hatte das Dezember Beben auf El Hierro schon erhebliche Erdrutsche und Steinschlag verursacht. Auf Island gehören seit 4 Wochen Beben von mehr als ML5,0 zum Tagesprogramm. So auch heute Morgen um 4.33 Uhr der ML5,2 Erdstoß aus 10 km Tiefe (Siehe IMO Seismograf). Es waren bisher über 20 Starkbeben bis ML5,9.

Vulkan ist nicht gleich Vulkan

Hier gibt es zwischen der El Hierro Erdbebenstatistik und dem Bardarbunga auf Island gravierende Unterschiede. Die tägliche Bebenanzahl mit den Schwarmbeben ist nahezu mit der eruptiven Phase 2011/12 auf El Hierro identisch. Nur liegt die Intensität und Stärke der Erdstöße um einiges höher. Auch wenn es vielleicht zunächst nicht den Anschein hat, so beträgt der Unterschied zwischen einem gemessenen Beben von ML5,0 zu ML6,0 die 33 fache Steigerung. Die Erhöhung der Magnitude um 1 bedeutet dabei eine 33-fach höhere Energiefreisetzung – siehe auch meine Erklärung im Blog.

Und das hätte erhebliche Auswirkungen auf die geologische Struktur von El Hierro gehabt. Fast nur hohe Berge und Steilwände und kaum ebene Rückzugsgebiete – dafür ist die Insel zu klein. Nicht nur die Bebenstärke sondern auch die Anhäufung der Starkbeben, hätte große Gesteinsplatten gelockert und abgesprengt und der Schwerkraft ins Tal folgen lassen. Mit entsprechenden Folgen zum Beispiel für die Anwohner im Golfotal oder der Ostflanke.

Auf Island sind weite Teile im Nordosten dagegen unbewohnt. Hier spielt es keine große Rolle ob Erdrutsche oder Lava (bisher 33 km²) Flächen bedecken. Hier sind es die Vulkangase die auch in weiter entfernten Gebieten Menschen bedrohen können.

Das in großen Mengen ausgestoßene Schwefeldioxid (SO2) hier auf der aktuellen Vedur-Karte rot – zieht im Augenblick nach Nordosten ab. Schon eine Richtungsänderung des Windes in den bewohnten Bereich im Westen könnte zur Gefahr werden. Aufgrund der Inselgröße wird es aber immer Ausweichmöglichkeiten bei einer evtl. Evakuierung geben. Noch beschränkt sich die Eruption auf ein Gebiet nördlich der weißen Eismasse. Große Mengen Wasser sind in diesem bis zu 600 Meter dicken Gletschereis gespeichert. Falls der Vulkan Teile des Eises ab schmilzt, sind starke Wasserläufe und  Überschwemmungen zu erwarten.

Noch ist es aber nicht so weit. Das von der IMO veröffentlichte NASA Satellitenbild vom 22. September 2014 zeigt die Spalteneruption. Über eine Länge von ca. 3 km hat sich der Boden geöffnet. Zwei Lavaströme – nach Norden und nach Osten – leiten die Lava in tiefere Regionen. Der Gletscher liegt hier weiter südlich und ist auf der Aufnahme nicht zu erkennen. Zwei Vulkane, aber mit unterschiedlicher Prägung.
Unter El Hierro speist ein Hotspot den Magmanachschub. Er brennt sich durch eine feste Erdplatte nach oben durch und erzeugt Vulkanbeben.

Island liegt dagegen auf dem Rand von zwei Kontinentalplatten. Die Magma dringt zwischen den Plattengrenzen nach oben und erzeugt damit auch größere Verwerfungen – Folge: mehr und stärkere Beben. Es dürfte sich also um eine Kombination von tektonischen und vulkanischen Beben handeln.

Unabhängig vom Vulkantyp (= Magma-Zusammensetzung) zeigt fast jeder Vulkan sein eigenes Profil. Entscheidend ist der geografische Standort und der geologische Untergrund. Danach baut sich dann auch das zu erwartende Gefahrenpotential für den Menschen auf.

Während auf El Hierro kaum große Sturzfluten zu erwarten sind, wird Island keine Bergrutsche befürchten müssen. Hier gibt es einfache Fluchtmöglichkeiten, während auf einer kleinen Insel schon größere Anstrengungen notwendig sind.

Ein Vulkan ist und bleibt gefährlich und unberechenbar. Ständiges Beobachten und Kontrollieren ändert zwar nicht seine Gewalt, gibt aber etwas Zeit sich vor einer Eruption und den Folgen in Sicherheit zu bringen.

Wie gefährlich sind Vulkangase?

Was macht das Vulkangas Schwefeldioxid SO2 so gefährlich?

Bei jedem Vulkanausbruch werden große Mengen an Vulkangasen ausgestoßen. Es ist besonders das Schwefeldioxid SO2 das für 
Mensch und Tier auch in weiten Entfernungen von der Eruptions- Stelle noch gefährlich werden kann. Auf der Karte (DLR) ist der Ausbreitungsweg vom Vulkan Bardarbunga auf Island zur Küste Norwegens und über das Nordmeer nach Osten zu erkennen. Dunkelrote Einfärbungen zeigen eine besonders hohe Konzentration.

Mit dem UV-Spektrometer Gome 2 auf dem Erdbeobachtungssatelliten MetopA und MetopB empfängt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen alle zwei Stunden die neuesten Messdaten der Schwefeldioxid-Wolke.


Schwefeldioxid, SO2, ist das Anhydrid der Schwefligen Säure H2SO3. Schwefeldioxid ist ein farbloses, schleimhautreizendes, stechend riechendes und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Es ist sehr gut (physikalisch) wasserlöslich und bildet mit Wasser in sehr geringem Maße Schweflige Säure (Quelle: Wikipedia).


Schwefeldioxid schädigt in hohen Konzentrationen Mensch, Tiere und Pflanzen. Die Oxidationsprodukte führen zu „saurem Regen“, der empfindliche Ökosysteme wie Wald und Seen gefährdet sowie Gebäude und Materialien angreift. Entschwefelungsanlagen und andere technischen Einrichtungen sollen die künstlich vom Menschen erzeugten Schwefeldioxidwerte reduzieren.

Eine Schwefeldioxidkonzentration, die über dem Normalwert liegt, kann beim Menschen zu Kopfschmerzen, Übelkeit und Benommenheit führen. In höheren Konzentrationen schädigt das Gas stark die Bronchien und Lungen.

Eine hohe Schwefeldioxidkonzentrationen über einen längeren Zeitraum aufgenommen, führt durch die Zerstörung des für die Blutbildung wichtigen B12-Vitamins zu Anämie (Blutarmut) und kann zum Tode führen.


Bisher war Island und Skandinavien noch nicht direkt betroffen. Die Windströme führten die Schwefeldioxidwolken noch nördlich um die bewohnten Gebiete herum. Aber eine Richtungsänderung des Windes kann schnell die Situation ändern. Die Messmethoden lassen zur Zeit nur die räumliche Ausbreitung per Satellit erkennen. Die Genauigkeit der Schwefeldioxid-Werte oder eine Vorhersage über den Strömungsverlauf ist noch beschränkt. Es sind grobe Schätzungen und Hochrechnungen aus den Werten der örtlichen Messeinrichtungen, die die Konzentration in entfernteren Regionen in etwa Abschätzen lassen.

Wie mehrere Institute übereinstimmend vermuten, werden aus den Vulkanschloten auf Island zur Zeit pro Sekunde 700 bis 1000 kg Schwefeldioxid ausgestoßen

Nicht nur die Vulkangase, sondern auch die Verformung wird interessant.

Fast 150 Erdbeben wurden gestern auf Island registriert. Über 45 Beben traten am Bardarbunga auf. Das stärkste Beben von ML5,3 am nördlichen Rand der Caldera um 14.22 Uhr. 

Hatte sich die Caldera in den letzten Tagen durchschnittlich pro Tag um 50 cm gesenkt, scheint nun eine Änderung einzutreten. Die IMO Grafik zeigt den Kurvenverlauf der letzten 3 Tage. Seit heute Morgen scheint die Absenkung gestoppt und eine leichte Aufblähung zu erfolgen (Danke an Peter Kockshold).

Was kann das bedeuten?

Der Magmaabfluss zur 20 km nördlich entfernten Eruptionsspalte versiegt – oder es steigt kräftig neue Magma aus dem Erdinnern in die Magmakammer nach.

Nach den Indizien der jüngsten starken Beben direkt beim Barbarbunga (aktuelle Werte in der rechten Seitenleiste anklicken) muss eigentlich unterstellt werden, dass jetzt die Zeit für den Bardarbunga selbst gekommen ist. Die flachen Bebentiefen bis 0,8 km Tiefe (gemessen wird ab Meereshöhe) werden oder haben schon bereits einen Durchbruch unter der bis zu 600 Meter dicken Gletscherschicht geschafft.

Die isländischen Wissenschaftler sind sich auch nicht im Klaren, ob die Eisschicht bereits von heißer Magma erreicht wurde. Es müssten größere Wasserabläufe aus der Caldera zu beobachten sein. Dies ist aber noch nicht der Fall. Auch wäre es möglich, dass sich unter dem Gletscher bereits ein See gebildet hat, der noch von den harten Eisschichten gefangen gehalten wird. Es wäre dann allerdings nur eine Frage der Zeit bis die Dämme brechen.

Auch dieser Vulkanausbruch auf Island steckt wieder voller Geheimnisse … und auch wenn ich mich wiederhole “Die Natur lässt sich nicht so einfach in ihre Karten schauen”.

Die Wissenschaft um die Vulkanologie ist erst am Anfang. Sie kennt bisher nur die Rahmen -Bedingungen – die genauen Spielregeln müssen noch entdeckt werden.

Keine Vulkanaktivität - noch Sommerpause?

Die Vulkanaktivität ruht und es kommt Segen von Oben?

Während unter El Hierro der Eldiscreto in den letzten Tagen keine neuen vulkanischen Aktivitäten zeigt, könnte der erste Regen dieses Sommer fallen. Auf der aktuellen Eumetsat Satellitenaufnahme (links) steuert ein breites Wolkenband direkt auf die Kanaren zu. Die Insel Madeira (Portugal) ca 500 km nördlich der Kanaren, liegt bereits unter den Wolken. Regen können wir dringend gebrauchen.


Auch wenn es durch den reichlich nächtlichen Tau in diesem Sommer nicht so Trocken war, ist Regen von der Natur und den Bewohnern erwünscht. Zum Glück gab es in diesem Jahr auch  keinen Calima (Saharawind mit viel Sand und hohen Temperaturen) und auch keine größeren Waldbrände.

Für Donnerstag und Freitag sagen die Wetterfrösche von Eltiempo (links) leichte Niederschläge auf den Westinseln voraus.

Dabei sollen es für El Hierro ca. 3,5 Liter/m² sein. Also kein ergiebiger Regen - es ist hier ja noch Sommer. Die erste Hälfte des Monat September hatten wir bis jetzt Tagestemperaturen von 28°C, die auch in der Nacht kaum tiefer als 22°C fielen. Die Wassertemperatur liegt bei 24°C. Ideale Bedingungen für einen Urlaub auf den Kanaren.

Überhaupt ist der Spätsommer September/Oktober für mich die ideale Zeit für längere Wanderungen. Kaum Touristen, ideale Temperaturen, die Kinder gehen wieder zur Schule und damit Zeit zur Inselerkundung.

Was gibt es in Neues in Island? 

Da ich parallel auch die Aktivitäten des Bardarbunga auf Island beobachte hier ein Foto von Freysteinn Sigmundsson gestern in der Abenddämmerung. Die Feuer spuckende Eruptionsspalte mit dem links oben dahin schlängelnden Lavastrom. Heftige Erdbeben bis ML5,4 in der vergangenen Nacht.

Sorgen bereitet der IMO der hohe Schwefeldioxidgehalt, der bei einer Windänderung auch bewohnte Gebiete erreichen kann. Am und um den ca. 15 km entfernt liegenden Gletscher, sind außer der bekannten Caldera-Absenkung sonst noch keine optischen Spuren für einen Lavaaustritt zu beobachten.

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Vulkan Krisenmanagement Island - El Hierro

Die Lage in Island spitzt sich weiter zu.

Wie verhält sich das Vulkan Krisenmanagement auf Island. Welche Informationen darf der Bürger erfahren? An einigen Beispielen möchte ich die Unterschiede zwischen Island und El Hierro aufzeigen.


Warnung: Die vorläufige Prognose zeigt eine hohe Konzentration von Schwefeldioxid (SO2) im nördlichen Teil von Island. Eine weitere Ausbreitung kann nicht ausgeschlossen werden (gültig bis 18.00 Uhr am Sonntagabend)

So der offizielle Warnhinweis der isländischen IMO. Zweimal am Tag wird morgens und am Abend ein Bulletin mit der aktuellen Entwicklung und weiteren Einschätzung heraus gegeben. Nur soviel zur Informationspolitik Island - El Hierro.
Die Spalteneruption dauert weiter an (Foto: IMO Arman Höskuldsson). Rund 40 Beben bis ML4,0 wurden in der vergangenen Nacht registriert. Die GPS Geräte zeichnen in den letzten Stunden ein Absinken des Eispanzers um - 20 cm. Innerhalb von 24 Stunden ist der Gletscher im Bereich der Caldera damit um über einen halben Meter abgesunken. Die Eismulde weist inzwischen eine Gesamttiefe von über 20 Meter auf.
200 Millionen Kubikmeter Lava sind nach IMO Einschätzung bereits ausgetreten und bedecken eine Fläche von 24,5 Quadrarkilometer.

Eine Schwefeldioxidwolke (SO2) driftet nach Nordosten. 4000 Mikrogramm pro m³ werden an der Ausbruchstelle gemessen. Es sind die höchsten Werte die jemals auf Island gemessen wurden. Noch treiben sie in unbewohnte Inselteile. Bei einem Windwechsel könnten aber auch die bewohnten Regionen betroffen werden.

Um die bisherige Entwicklung etwas besser zu verdeutlichen, links eine vorläufige Grafik der IMO. Die Beben begannen am 16. August um den Bardarbunga. Das Magma hat es vorgezogen unter dem Gletscher (weißes Feld) zunächst nach Nordosten zu wandern. Die Spalteneruption ereignete sich rund 20 km nördlich des Bardarbunga. Auf eine Länge von mehreren Kilometer Länge haben sich viele Eruptionspunkte geöffnet. In den letzten Tagen konzentrieren sich die Erdstöße wieder um die eigentliche Magmakammer unter dem Bardarbunga.

Welche weiteren Optionen sind in Island möglich?

Folgende Szenarien hält die Uni Island (Grafiken) und die IMO für denkbar. Die Caldera gibt weiter nach und der Gletscher bricht sichtbar ein. Die Magmakammer (rot) entleert sich Richtung Nordosten (Pfeil). Keine neue Magma aus tieferen Schichten füllt die Kammer auf. Der Kammerdruck baut sich langsam ab und die Eruption kommt langsam zum Stillstand. Das war der Istzustand.bis gestern.

Vieles deutet aber durch die jüngsten Beben darauf hin, dass auch folgender Fall eintreten kann. Der Magmaabfluss nach Nordosten kommt zum Erliegen. Die Magma steigt direkt zur Caldera auf. Große Eismengen werden geschmolzen. Es entsteht ein unterirdischer See. Die Kombination von 1200°C heißer Magma mit Wasser wird eine explosive Eruption auslösen. Nun wird genau der Vorgang ablaufen, den man sich nicht wünscht. Große Mengen Gestein und Gase gelangen in die Atmosphäre. Eine Aschewolke könnte den Flugverkehr je nach Windrichtung zum Erliegen bringen. Dinge - die wir im Jahre 2010 alle erst erlebt haben. Das plötzliche Schmelzwasser wird weite Täler überfluten und Zerstörung anrichten. Das ist für die Inselbewohner die größte Gefahr.

Beobachter vor Ort erwarten in den nächsten Tagen genau dieses Szenario. Nach ihrer Meinung kommt es zu einem Caldera Kollaps. Auch die staatliche IMO bereitet sich darauf vor. Strom- und Kommunikationverbindungen könnten durch die Fluten unterbrochen werden. Liegen doch eine Reihe von Kraftwerken genau im Einzugsbereich.
Alle Bewohner wurden aufgerufen, Batterie betriebene Rundfunkgeräte bereit zu halten und sich auf diesen Fall einzustellen.

Krisenmanagement Island - El Hierro

Das sind die Möglichkeiten die in Kürze eintreten könnten. Alles wird in Island offen diskutiert und veröffentlicht. Jeder Bewohner und auch Tourist kennt so sein Risiko und kann für sich die notwendigen Maßnahmen ergreifen.
Ob Gaswerte, GPS-Daten und natürlich die Stärke und Lage der Erdbeben - alle Daten Live und meist auch durch die IMO kommentiert.
Kein Versteckspiel, um nur nicht die Touristen zu verscheuchen. 2011 auf El Hierro war das alles etwas anders.

Es stellt sich nun die Frage, welche Kommunikationsform mehr Vertrauen schafft?

Der kühle Isländer scheint hier dem Südländer einen Schritt voraus zu sein - so meine Meinung. Auch hat er natürlich mit Vulkanen und Eruptionen wesentlich mehr Erfahrungswerte.

Fazit:
Durch Beobachten und Zuschauen lernen und die positiven Aspekte sich Aneignen und in Zukunft bei Bedarf auch hier Umsetzen.