„Bevor Vulkane ausbrechen, gibt es bereits ein Rumoren im Untergrund. Hierin charakteristische Merkmale zu erkennen, ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Vorhersage potenzieller Eruptionen und für die Frühwarnung“, berichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachmagazin Nature Communications Earth and Environment. Zahra Zali, Mostafa Mousavi, Mathias Ohrnberger, Eva Eibl und Fabrice Cotton vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ), der Standford University (USA) und der Universität Potsdam haben die seismischen Signale vor und während des Geldingadalir-Vulkanausbruchs auf der isländischen Halbinsel Reykjanes im Jahr 2021 analysiert.
Es war das erste in einer Serie von mehreren vulkanischen Ereignissen dort seither, unter anderem im Dezember 2023 und im Januar 2024 in Grindavík. Für ihre Analysen nutzten die Forscher Methoden des Maschinellen Lernens und aus der Musikverarbeitung und entwickelten sie weiter. So konnten sie im „Klang des Vulkans“ verschiedene zuvor verborgene Signaturen identifizieren, die für die verschiedenen Ausbruchsphasen charakteristisch waren. Insbesondere haben sie drei Tage vor der Eruption eine zittrige Sequenz festgestellt, die auf bevorstehende eruptive Aktivitäten hinweisen könnte. „Ein subtiler episodischer Tremor könnte den Übergang von kontinuierlichem Lavafluss zu Lavafontänen ankündigen“, berichtet das Team.
Angesichts des zerstörerischen Potenzials von Vulkanausbrüchen sei die Vorhersage von Zeitpunkt, Stärke und Verlauf ein zentrales Ziel vulkanologischer Forschung. Sie werde erschwert durch die Vielfalt und Komplexität der Phänomene, die vor und während des Ausbruchs ablaufen, wenn etwa Gesteine aufbrechen oder Magma aufsteige. Seismische Signale seien eine wichtige Datenquelle für die Bewertung der Vorgänge im Untergrund, sowohl während der Eruption als auch für die Erforschung von Eruptionsvorläufern. So würden beispielsweise seismische Schwärme, sich wiederholende Erdbeben und vulkanische Erschütterungen registriert.
Bei Letzteren handele es sich um kontinuierliche seismische Signale, die häufig mit Eruptionen einhergehen. „Wir sehen sie als potenzielle geophysikalische Marker für die Vorhersage von Eruptionen an, sie lassen sich aber nicht immer gut von anderen überlagernden Signalen unterscheiden“, berichtet das Team. JOSEF ZENS