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fSoufriere HillsDer Vulkan Soufriere HillsHohe 1050 mLage MontserratKoordinaten 16 42 56 N 62 11 8 W 16 715555555556 62 185555555556 1050 Koordinaten 16 42 56 N 62 11 8 WTyp SchichtvulkanLetzte Eruption 11 Februar 2010 Der Schichtvulkan Soufriere Hills ist mit einer Hohe von derzeit ungefahr 1050 m der grosste Vulkan auf der Karibikinsel Montserrat Geowissenschaftler gehen fur die Zeit vor der Besiedlung der Insel durch Europaer von mehreren Eruptionsphasen aus beispielsweise vor rund 400 sowie vor etwa 4500 Jahren 1 In historischer Zeit war der Vulkan nicht aktiv immer wiederkehrende leichte Erdbeben und Fumarolen zeigten jedoch an dass er keineswegs erloschen war Aufgrund der vulkanischen Aktivitat ab 1995 Wachstum und anschliessender Kollaps von Lavadomen variiert die Hohe des Berges seitdem betrachtlich zwischen 915 m Gipfel des Chances Peak und 1150 m Hohe des Lavadoms vor dem Ausbruch von 2010 2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemein 1 1 Zusammenfassung der vulkanischen Aktivitat seit 1995 1 2 Das magmatische System der Soufriere Hills 1 3 Eruptionsdynamiken 2 Chronologie der Eruption 2 1 Extrusionsphase 1 15 November 1995 bis 10 Marz 1998 2 2 Extrusionsphase 2 27 November 1999 bis 28 Juli 2003 2 3 Extrusionsphase 3 1 August 2005 bis 20 April 2007 2 4 Extrusionsphasen 4 und 5 29 Juli 2008 bis 11 Februar 2010 3 Uberwachung 4 Literatur 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseAllgemein BearbeitenZusammenfassung der vulkanischen Aktivitat seit 1995 Bearbeiten Erhohte seismische Aktivitat nahe Montserrat wurde bereits im April 1989 registriert Die ersten vulkanisch initiierten Erdbebenschwarme traten 1992 und verstarkt 1994 in den Soufriere Hills auf bevor am 18 Juli 1995 der Vulkanausbruch mit einer phreatischen Explosion im Nordwestkrater begann 1 In weiterer Folge kam es zu zahlreichen weiteren Erdbebenschwarmen phreatischen Explosionen und dem Einsetzen von Ascheregen in der Inselhauptstadt Plymouth Bereits am 21 August 1995 wurde der Suden von Montserrat das erste Mal evakuiert Seitdem folgte die vulkanische Aktivitat einem zyklischen Muster mit Extrusionsphasen die gepragt sind von erhohter Oberflachenaktivitat Austritt von Magma und Wachstum des Lavadoms Domkollaps vulkanianische Eruptionen pyroklastische Strome in Abwechslung mit Ruhephasen in denen die eruptive Aktivitat pausierte 3 Extrusionsphasen korrelieren in den geodatischen Messdaten mit einer Absenkung des Bodens durch den Aufstieg von Magma aus der Erdkruste an die Erdoberflache Volumenverlust Druckabnahme in den Magmakammern Im Gegensatz dazu wird wahrend der eruptiven Ruhephasen ein Aufwolben der Oberflache beobachtet das von einem erneuten Druckaufbau in den Magmakammern zeugt 4 Seit dem Beginn der Eruption 1995 hat der Vulkan funf Extrusionsphasen durchlaufen Phase 1 15 November 1995 bis 10 Marz 1998 Phase 2 27 November 1999 bis 28 Juli 2003 Phase 3 0 1 August 2005 bis 20 April 2007 Phase 4 29 Juli 2008 bis 3 Januar 2009 Phase 5 0 9 Oktober 2009 bis 11 Februar 2010Zwischen 1995 und 2010 wurden geschatzte 1000 Mio m vulkanisches Gestein eruptiert In den ersten drei Extrusionsphasen wurden davon je ca 300 Mio m Material und in den darauffolgenden Phasen 39 Mio m Phase 4 und 74 Mio m Material Phase 5 ausgeworfen Die durchschnittliche Extrusionsrate von Magma schwankte je nach Phase zwischen 2 9 und 6 8 m s 5 Ein partieller Domkollaps am 11 Februar 2010 markiert die bis heute Stand Juni 2020 letzte eruptive Aktivitat Anhaltende Bodendeformation Aufwolbung der Erdoberflache belegt seitdem allerdings eine kontinuierliche Druckzunahme in den Magmakammern so dass trotz der langen Ruhephase die Eruption als noch nicht beendet angesehen werden kann 6 Das magmatische System der Soufriere Hills Bearbeiten Volumen und Druckanderungen in Magmakammern erzeugen eine Deformation der Erdoberflache welche durch geodatische Messungen aufgezeichnet werden kann Die Deformationsmuster erlauben Ruckschlusse auf die Eigenschaften der Magmakammern im Erdinneren So korreliert die Tiefe der Magmakammer in der Erdkruste mit der Wellenlange des Deformationssignals an der Erdoberflache wahrend das Verhaltnis der vertikalen zu horizontalen Versatze Aussagen uber die Geometrie der Magmakammer zulasst Grundsatzlich basieren Modelle jedoch auf der Annahme eines idealisierten ellipsoiden Korpers als Quelle der Volumen Druckanderungen 7 Die Analyse von geodatischen Messdaten GNSS Neigung strain von Montserrat die wahrend verschiedener Ruhe und Extrusionphasen des Vulkans aufgenommen wurden hat ergeben dass Druckanderungen im Untergrund von verschiedenen Quellen ausgehen Daraus wurde das bisher am weitesten akzeptierte Modell abgeleitet welches das magmatische System im Untergrund der Soufriere Hills aus zwei Magmakammern bestehend beschreibt die vertikal unter dem Krater angeordnet sind 8 4 Die untere Magmakammer liegt dabei in ca 12 km Tiefe und die obere Magmakammer liegt in 5 5 km Tiefe Tiefenangaben beziehen sich auf das Zentrum einer Magmakammer Das relative Volumen der Magmakammern zueinander konnte aus Ereignissen mit gekoppelter Magmakammern Aktivitat z B Extrusionsphase 4b auf 1 3 bestimmt werden 9 10 11 wobei das Volumen der oberen kleineren Magmakammer auf 8 km3 geschatzt wird Die Verbindung der beiden Magmakammern zueinander kann nicht mit geodatischen Messungen aufgelost werden da das Signal zu schwach ist und von den Deformationssignalen der grossen Magmakammern uberpragt wird Jedoch konnte die oberflachennahe Verbindung der oberen Magmakammer zur Erdoberflache als ein Nordwest Sudost gerichteter vulkanischer Gang identifiziert werden der sich ca 1 km unterhalb des Kraters in einen zylindrischen Schlot verengt 12 13 Die Annahme dass das magmatische System aus zwei ubereinanderliegenden miteinander verbundenen Magmakammern besteht ist ebenso aufgrund petrologischer Daten belegt Das am Vulkan Soufriere Hills eruptierte Gestein ist andesitisch hoher SiO2 Gehalt und die Analyse der Druck Temperatur abhangigen Mineralzusammensetzung lasst auf eine Forderung aus einer Magmakammer in ca 5 km Tiefe schliessen 14 In dem Auswurfgestein befinden sich aber eingeschlossene basaltische niedriger SiO2 Gehalt Anteile die vermutlich aus einer tieferen Magmakammer stammen Gasgeochemische Messungen der vulkanischen Emissionen dokumentieren erhohte Schwefeldioxid und Kohlenstoffdioxid Anteile Der gemessene hohe Schwefeldioxidgehalt steht jedoch im Widerspruch zu dem geringen Schwefelanteil in andesitischem Magma und wird daher auf die Entgasung basaltischer Schmelzen in grosseren Tiefen zuruckgefuhrt 15 Eruptionsdynamiken Bearbeiten Als initialer Ausloser der Eruption 1995 wird das Eindringen heissen basaltischen Magmas in die obere andesitische kuhlere Magmakammer angenommen Petrologische Studien der ausgeworfenen Eruptionsprodukte haben gezeigt dass im Magma Kristalle vermischt sind die wahrend ihres Wachstums signifikant verschiedener Temperaturbedingungen ausgesetzt waren obere vs untere Magmakammer Das Eindringen und Vermischen des heisseren basaltischen Magmas mit dem andesitischen Magma fuhrte zu einer Wieder Erhitzung und damit einer Remobilisierung des vorhandenen Magmas und letztlich zur Eruption des Vulkans 16 Die Prozesse die den Beginn der zyklisch wiederkehrenden Extrusionssphasen auslosen sowie die Anderung im Charakter der Eruption seit der 4 Eruptionsphase steuern sind bis heute nicht vollstandig verstanden Hochauflosende Bodendeformationsmessungen strainmeter Daten ermoglichten detaillierte Analysen der vulkanianischen Eruptionen und Explosionen Die Ergebnisse haben gezeigt dass plotzliche explosive Ereignisse von zwei verschiedene Mechanismen ausgelost werden konnen plotzliche Entgasung aus der Magmakammer wobei Gase innerhalb 1 bis 2 min von der 5 km tiefen Magmakammer an die Erdoberflache aufsteigen 17 18 explosionsartiges Platzen und Zerreissen von oberflachennahem Magma durch steigenden inneren Druck von sich ausweitenden im Magma eingeschlossenen Gasblasen 19 Chronologie der Eruption BearbeitenExtrusionsphase 1 15 November 1995 bis 10 Marz 1998 Bearbeiten Am 14 November trat das erste Mal Magma an der Erdoberflache hervor Von da an wuchs uber dem Vulkanschlot ein Lavadom aus aufsteigendem Magma Mit zunehmender Steilheit und damit verbundener Instabilitat des Doms brachen immer wieder Teile der Flanken ab wodurch Glutwolken entstanden sogenannte pyroklastische Strome die sich mit uber 100 km h hangabwarts bewegen Die Phase der zunehmenden Dom Instabilitat mundete am 17 September 1996 kurz vor Mitternacht Ortszeit in einen ersten Domkollaps bei dem grosse Mengen von Bims und Gesteinsbrocken eruptiert wurden In Long Ground 2 1 km Entfernung zum Dom wurden Hauser durch fussballgrosse Gesteinsbomben zerstort Es gab jedoch keine Verletzten da das Gebiet bereits grossraumig evakuiert war Im Anschluss bildete sich ein neuer Dom und die Aktivitat nahm weiter zu Am 25 Juni 1997 erreichten pyroklastische Strome auch bisher nicht betroffene Gebiete Dabei starben 19 Farmer die sich geweigert hatten ihre Felder zu verlassen Spekulationen uber eine bevorstehende Explosion der ganzen Insel veranlassten einen Grossteil der Bevolkerung zum Verlassen der Insel Sie wurden von anderen karibischen Inseln sowie vom britischen Mutterland aufgenommen Bis September 1997 wurden die Hauptstadt Plymouth und alle Siedlungen auf der sudlichen Inselhalfte sowie der Bramble Flughafen zerstort und unter einer bis zu 12 m dicken Ascheschicht bedeckt Die schwerste Eruption dieser Phase ereignete sich am 26 Dezember 1997 bei der 35 bis 45 Mio m Dommaterial abgetragen wurden und pyroklastische Strome 10 km des Sudens von Montserrat zerstorten Das Domwachstum begann erneut stagnierte jedoch im Marz 1998 nachdem der Dom fast die gleiche Grosse wie im am 24 Dezember 1997 erreicht hatte Zu Beginn der folgenden Ruhephase war die Erscheinung des Lavadoms von einem markanten Felssporn am Gipfel gepragt Ein partieller Domkollaps im Juni 1998 trug jedoch einen grossen Teil des Domes ab 1 Extrusionsphase 2 27 November 1999 bis 28 Juli 2003 Bearbeiten Die zweite Extrusionsphase ist bis heute die langste mit beinahe kontinuierlicher Lavaextrusion Innerhalb dieser Phase gab es drei Domkollapse Marz 2000 Juli 2001 und Juli 2003 bei denen der Grossteil des abgetragenen Materials Richtung Osten in das Tar River Valley und uber die Kuste hinaus ins Meer transportiert wurde Am 9 Juli 2003 der Dom hatte zu der Zeit sein bisher grosstes Volumen erreicht setzte signifikant erhohte Erdbebenaktivitat ein Diese ging am 12 Juli in seismischen Tremor uber der indikativ fur erhohten Magmendruck im Schlot ist Zeitgleich setzte starker Regen ein von dem vermutet wird dass er zusatzlich destabilisierend auf den Dom wirkte Am 12 13 Juli 2003 wurde der Dom uber 18 Stunden lang abgetragen Es war der grosste Domkollaps in der Geschichte der Eruption Uber 210 Mio m Material wurden auf das bereits verwustete Gebiet verteilt und die vertikale Eruptionssaule war uber 15 km hoch Die grossten pyroklastischen Strome erzeugten Tsunamis und hydrovulkanische Explosionen im Meer Auch der Nordteil der Insel wurde von Asche bedeckt wodurch Schaden in der Infrastruktur und an Gebauden erzeugt wurden Menschen kamen dabei nicht zu Schaden Der Domkollaps und damit auch die Aktivitatsphase endeten mit einer Sequenz von vulkanianischen Explosionen 2 Extrusionsphase 3 1 August 2005 bis 20 April 2007 Bearbeiten Das Wachstum eines neuen Lavadoms ab Anfang August 2005 fuhrte zu einem neuerlichen grossen Domkollaps am 20 Mai 2006 mit Abgang des Materials nach Osten uber das Tar River Valley Durch eine hohe Extrusionsrate war die Lava zum Zeitpunkt des Domkollapses heisser und gasreicher als bei anderen Kollapsen was dazu fuhrte dass dieses Ereignis in kurzerer Zeit 3 h aber dafur intensiver ablief Bereits 8 h nach dem Domkollaps setzte neue Magmaextrusion ein die sich aber im weiteren Verlauf der Aktivitatsphase verlangsamte Allerdings wuchs der Dom Ende 2006 das erste Mal Richtung Nordwesten was die Gefahr barg dass ein Kollaps besiedelte Gebiete die bis dahin als sicher galten erreichen konnte Es kam daher das erste Mal seit den 1990er Jahren wieder zu vorubergehenden Evakuierungen auf Montserrat Gebiete unmittelbar nordlich des Vulkans Tatsachlich erreichte ein pyroklastischer Strom im Januar 2007 das Belham Valley auf der Nordwest Flanke des Vulkans Das Domwachstum setzte sich danach aber nunmehr verlangsamt auf der Nordost Seite des Vulkans fort bis es im April 2007 vollstandig stagnierte 2 Extrusionsphasen 4 und 5 29 Juli 2008 bis 11 Februar 2010 Bearbeiten nbsp Das Satellitenbild des EO 1 zeigt den Vulkan am 29 Dezember 2009 Mit der Extrusionsphase 4 anderte sich das Aktivitatsmuster an den Soufriere Hills Die Aktivitatsphasen 4 und 5 waren deutlich kurzer und explosiver als die Vorherigen Phase 4 unterteilt sich in 4a und 4b Erstere wurde Ende Juli 2008 mit erhohter seismischer Aktivitat eingeleitet und kulminierte zwischen 29 Juli und 25 August 2008 in einer Reihe von vulkanischen Explosionen Domwachstum Auswurf von Bims und vulkanischen Aschen sowie Abgang von Schutt und Schlammstromen Nach einer kurzen Aktivitatspause setzte am 3 Dezember 2008 Phase 4b ein die von vulkanianischen Explosionen eingeleitet und beendet wurde und dazwischen von rascher Magmaextrusion gepragt war Nach dem abrupten Ende des Magma Austritts am 3 Januar 2009 setzte wiederum eine Pause ein bis am 9 Oktober 2009 die funfte und vorerst letzte Aktivitatsphase begann In hoher Frequenz kam es zu Explosionen vulkanianische Eruptionen und pyroklastische Stromen Letztere erreichten durch die Ausrichtung und die enorme Grosse des Doms alle umliegenden Taler um den Vulkan Schliesslich kam es am 11 Februar 2010 nach fast 5 Jahren zu einem erneuten grossen Kollaps des diesmal nach Norden gerichteten Doms Die hochenergetischen pyroklastischen Strome zerstorten viele Ruinen der alten Siedlungen Harris und Streatham und verschutteten die Nordost Flanke des Vulkans um weitere 2 bis 10 m Sediment Im Anschluss an diesen Domkollaps setzte die eruptive Aktivitat aus Anhaltende Gasemission und Bodenaufwolbung werden jedoch als Indikatoren fur zukunftig wiederkehrende Aktivitat genommen 2 Uberwachung BearbeitenBereits Ende Juli 1995 wurde das Vulkanobservatorium Montserrat Volcano Observatory MVO gegrundet Das MVO ist fur die routinemassige Uberwachung des Vulkans zustandig Das fur die Observierung benotigte Netzwerk seismischer geodatischer und geochemischer Messgerate wurde seit 1995 kontinuierlich erweitert und die Datenaufnahme teils automatisiert Zudem wurden weitere Instrumente im Zuge von Forschungsprojekten erganzt 2 Der Vulkan Soufriere Hills gehort dadurch zu den weltweit am intensivsten erforschten andesitischen dombildenden Vulkanen Grundlegende Erkenntnisse die aus den Forschungsarbeiten an den Soufriere Hills gewonnen wurden sind potentiell auf andere Vulkane ubertragbar Literatur BearbeitenT H Druitt B P Kokelaar eds The Eruption of Soufriere Hills Volcano Montserrat from 1995 to 1999 In The Geological Society of London Hrsg Geological Society Memoir Band 21 2002 ISBN 1 86239 396 6 S 1 639 doi 10 1144 GSL MEM 2002 021 01 32 englisch G Wadge R E A Robertson B Voight eds The Eruption of Soufriere Hills Volcano Montserrat from 2000 to 2010 In The Geological Society of London Hrsg Geological Society Memoir Band 39 2014 ISBN 978 1 86239 630 2 S 1 501 doi 10 1144 M39 0 englisch Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Soufriere Hills Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Soufriere Hills im Global Volcanism Program der Smithsonian Institution englisch Montserrat Sammlung von Bildern und Videoclips In SwissEduc Stromboli online englisch Marc Szeglat Soufriere Hills auf Montserrat Augenzeugenbericht veroffentlicht am 28 Februar 2010 In Geonauten Expedition Erde Stefanie Hautmann Under the volcano Popularwissenschaftlicher Artikel veroffentlicht im Februar 2014 In Geoscientist Fellowship magazine of the Geological Society of London englisch Einzelnachweise Bearbeiten a b c B P Kokelaar Setting chronology and consequences of the eruption of Soufriere Hills Volcano Montserrat 1995 1999 In Geological Society London Memoirs Band 21 Nr 1 2002 ISSN 0435 4052 S 1 43 doi 10 1144 GSL MEM 2002 021 01 02 a b c d e G Wadge B Voight R S J Sparks P D Cole S C Loughlin Chapter 1 An overview of the eruption of Soufriere Hills Volcano Montserrat from 2000 to 2010 In Geological Society London Memoirs Band 39 Nr 1 2014 ISSN 0435 4052 S 1 1 40 doi 10 1144 M39 1 Henry M Odbert Roderick C Stewart Geoffrey Wadge Chapter 2 Cyclic phenomena at the Soufriere Hills Volcano Montserrat In Geological Society London Memoirs Band 39 Nr 1 2014 ISSN 0435 4052 S 41 60 doi 10 1144 M39 2 a b Henry M Odbert Graham A Ryan Glen S Mattioli Stefanie Hautmann Joachim Gottsmann Chapter 11 Volcano geodesy at the Soufriere Hills Volcano Montserrat a review In Geological Society London Memoirs Band 39 Nr 1 2014 ISSN 0435 4052 S 195 217 doi 10 1144 M39 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