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Dem Vulkanausbruch auf der Spur…

Deutsche Forscher im Einsatz

Beobachtungsnetz © GFZ Potsdam / DFG

Seit Juli 1994 baut das GeoForschungsZentrum Potsdam in Kooperation mit vor Ort ansässigen Behörden wie dem Volcanological Survey of Indonesia ein umfangreiches Beobachtungsnetz am Merapi auf. Von deutscher Seite sind bei diesem seit 1997 auch von der DFG geförderten Projekt noch Wissenschaftler der Universitäten Bayreuth, Bonn, Freiburg, Jena, Kiel, Köln, Leipzig und Potsdam sowie des Geomar in Kiel und der Technischen Hochschule in Darmstadt beteiligt. Ziel des interdisziplinären MERAPI-Projektes (Mechanism Evaluation, Risk Assessment, Prediction Improvement) ist es, die Grundlagen für eine verbesserte Eruptionsvorhersage zu schaffen und das Verständnis für vulkanische Prozesse und Mechanismen zu verbessern.

Im Rahmen eines multidisziplinären Ansatzes werden systematisch und kontinuierlich die Parameter aufgezeichnet, die das vulkanische Geschehen bestimmen. Dazu zählen sowohl klassische Forschungsschwerpunkte wie Seismizität und Deformation, aber auch die Analyse von Gasen, die aus Spalten, Schloten und porösen Bodenstellen austreten.

Überwachung der Gaszusammensetzung

Die kontinuierliche Überwachung der Gaszusammensetzung im Minutenabstand wird am Merapi in dieser Form sogar erstmals weltweit erprobt. Gerade für diese Experimente mussten die Forscher große technische Probleme überwinden. Die Installation der Gaschromatographen in 3000 Meter Höhe unmittelbar in der Nähe eines Gasaustritts verlief noch relativ unproblematisch. Viel schwieriger war es die Chromatographen vor den gelegentlich sehr unwirtlichen Witterungsbedingungen oder den sehr aggressiven vulkanischen Gasen zu schützen. Der letzte Faktor, an dem die Gasexperimente schließlich noch zu Scheitern drohten, betraf die Energieversorgung der Apparaturen. Mithilfe von Solarzellen und Generatoren gelang es am Ende, auch dieses Problem zur Zufriedenheit der beteiligten Wissenschaftler zu lösen.

Struktur des Vulkangebäudes

Um die bisher weitgehend unbekannte innere Struktur des Vulkangebäudes zu durchleuchten und aufzuklären, setzen die Forscher des GFZ spezielle Tomographen ein und versuchen, Vulkanbeben und Tremore genau zu lokalisieren. Schweremessungen und elektromagnetische Sondierungen sowie geologische Untersuchungen zur Entwicklungsgeschichte des Vulkans und Laboranalysen zum Mechanismus des explosiven Verhaltens ergänzen das Programm.

Die zahlreichen und komplexen Daten, die die Forscher während des Projektes sammeln, werden in eine GIS -Datenbank aufgenommen. Mit ihr können die sich zeitlich verändernden Daten raumbezogen erfasst werden, um sie beispielsweise in Form von Zeitreihen einer weiteren interdisziplinären Untersuchung des Merapi zur Verfügung zu stellen.

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Komplexer Merapi

Schon die ersten Ergebnisse der Messungen im Rahmen des Projekts zeigten den Forschern die komplexe Struktur des Merapi-Vulkans. So ging es beispielsweise im Rahmen von Deformationsuntersuchungen in den Jahren 1996 und 1997 darum, mithilfe von Neigungsmessern und GPS Änderungen die Gestalt des Berges im Vorfeld eines Ausbruchs festzustellen. Man erhoffte sich davon, in etwa die Menge des in den Vulkan eindringenden Magmas bestimmen zu können. Da sich Deformationsneigungen bei früheren Untersuchungen zudem als gute Anzeichen für bevorstehende Eruptionen erwiesen hatten, erwartete man gleichzeitig auch konkrete Ergebnisse für eine Vorhersage von Vulkanausbrüchen.

Im Vorfeld des Ausbruchs an der Südost- und der Nordwestflanke vom 31.10.1996 beobachteten die Wissenschaftler dann in der Tat deutliche Neigungsänderungen, die sich während der Eruptionen noch erheblich verstärkten. Vermutlich handelte sich bei den festgestellten Anomalien um Deformationen, die das gesamte Vulkangebäude betrafen.

Bei einer vergleichenden Untersuchung wenige Monate später, Anfang Januar 1997, waren dagegen während einer Doppeleruption keinerlei Neigungsänderungen messbar. Aus diesen Unterschieden bei beiden Eruptionen schlossen die Forscher, dass beiden Ausbrüchen unterschiedliche Ursachen zugrunde liegen. Bestätigt wurden diese Vermutungen durch den Vergleich der seismischen Aktivität des Vulkans. Während Ende September die freigesetzte Menge an seismischer Energie erheblich zunahm und erst im Verlaufe der Eruption zum Erliegen kam, war im Januar während der Doppeleruption lediglich ein minimaler Anstieg der Seismizität zu verzeichnen.

Schon diese Beispiele machen deutlich, dass Vulkanausbrüche anhand einzelner Parameter nicht sicher vorhergesagt werden können. Erst durch die Vernetzung der Daten aus den unterschiedlichen Forschungsgebieten lassen sich letztlich halbwegs präzise Rückschlüsse auf eine möglicherweise bevorstehende vulkanische Aktivität ziehen.

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Stand: 19.04.2000

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Nie wieder Pompeji?
Frühwarnsysteme bei Vulkanausbrüchen

Pompeji, Krakatau & Co
Zwischen Katastrophe und Vorbeugung

Der Gefahr ins Auge blicken
Das Programm der IDNDR

Messen und noch viel mehr...
Was ist ein Frühwarnsystem?

Am Puls der Feuerberge
Forschen für präzise Vorhersagen

Von Rissen, Falten und Beulen
Deformationen an Feuerbergen messen

Wenn aufsteigendes Magma Erdbeben auslöst...
Seismische Untersuchungen

CO2, SO2 und mehr...
Gase Schlüssel zur Vorhersage?

Wundermittel Fernerkundung?
Wenn Satelliten Vulkanausbrüche überwachen...

Todbringende Lawinen
Wie kann man Lahars vorhersagen?

Warnung vor der Katastrophe
Frühe Erfolge am Mount Pinatubo?

Leben in der verbotenen Zone
Der Merapi-Vulkan

Dem Vulkanausbruch auf der Spur...
Deutsche Forscher im Einsatz

Alarm am Berg
Der Vulkanausbruch im Jahr 1998

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