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Lava Academy Podcast: Die Vulkane der Antarktis
Wenn die meisten Menschen an die Antarktis denken, stellen sie sich endloses Eis, extreme Kälte und vielleicht ein paar Pinguine vor. Vulkane sind wohl kaum das Erste, was einem dabei in den Sinn kommt.
Doch unter dem gewaltigen Eisschild des Kontinents verbirgt sich eine der bemerkenswertesten Vulkanregionen der Erde.
In dieser Folge des Lava Academy Podcasts begrüßen Gastgeber Iain MacKinnon und Co-Gastgeberin Ragnhildur Ágústsdóttir Ann Sophie Bader, ein Mitglied des Lava-Show-Teams in Vík.
Ann Sophie teilt ihr Jahr zwischen zwei außergewöhnlichen Landschaften auf. Sie arbeitet bei der Lava Show in Island und reist während des Winters auf der Nordhalbkugel nach Süden, um in einem abgelegenen Tourismuslager in der Antarktis zu arbeiten.
Ihre Faszination für die Antarktis begann, als sie als Gletscherführerin in Island arbeitete. Nach mehreren Jahren, in denen sie versuchte, einen Weg auf den Kontinent zu finden, ergatterte sie ihren ersten Job in der Antarktis – sie putzte Unterkünfte, stellte Zelte auf und half überall dort aus, wo Not am Mann war. Heute arbeitet sie dort als Gästebetreuerin und begleitet abenteuerlustige Reisende, Bergsteiger und Extremsportler.
In dieser Folge nimmt uns Ann Sophie mit unter das Eis, um eine Vulkanwelt zu erkunden, die weitgehend im Verborgenen liegt.
In dieser Folge über Vulkane und Ausbrüche in der Antarktis
Erfahren Sie, warum die Antarktis vulkanisch viel aktiver ist, als es auf den ersten Blick scheint. Ann Sophie erklärt:
Warum so viele antarktische Vulkane unter kilometerdickem Eis begraben liegen
Wie Forscher 91 bisher unerkannte Vulkanstrukturen in der Westantarktis identifiziert haben
Warum das Westantarktische Grabensystem geologisch so bedeutend ist
Wie Deception Island durch einen gewaltigen explosiven Ausbruch entstanden ist
Warum der Mount Erebus einen der wenigen dauerhaften Lavaseen der Erde beherbergt
Was die Phonolith-Lava des Erebus so ungewöhnlich macht
Wie der Vulkan mikroskopisch kleine Goldpartikel freisetzt
Warum der Erebus spektakuläre Vulkanbomben erzeugt
Wie Radar-, Gravitations- und Magnetmessungen enthüllen, was sich unter dem Eis verbirgt
Wie vulkanische Wärme die antarktischen Gletscher beeinflusst
Warum der Klimawandel – und nicht die vulkanische Aktivität – die Hauptursache für den antarktischen Eisverlust ist
Sehen Sie sich die Podcast-Folge an
Sehen Sie sich das gesamte Gespräch mit Ann Sophie an und entdecken Sie die vulkanischen Kräfte, die unter dem kältesten Kontinent der Erde schlummern.
Ist die Antarktis vulkanisch aktiv?
Die Antarktis ist vulkanisch nicht überall gleich.
Ein Großteil der bekannten vulkanischen Aktivität des Kontinents konzentriert sich auf die Westantarktis, insbesondere um das Westantarktische Grabensystem. Bei dieser enormen geologischen Struktur handelt es sich um ein Gebiet, in dem die kontinentale Kruste gedehnt und ausgedünnt wurde, wodurch Magma leichter aus der Tiefe aufsteigen kann.
Dies unterscheidet sich von der vulkanischen Situation in Island, wo sich die nordamerikanische und die eurasische tektonische Platte entlang des Mittelatlantischen Rückens voneinander entfernen. Das Westantarktische Grabensystem liegt direkt im antarktischen Kontinent selbst.
Eine große Untersuchung identifizierte 138 mögliche Vulkanstrukturen unter dem Westantarktischen Eisschild. Bemerkenswerterweise waren 91 von ihnen zuvor völlig unbekannt.
Viele dieser Vulkane sind komplett von Eis bedeckt. Anstatt der vertrauten kegelförmigen Berge, die wir mit Vulkanen verbinden, müssen Wissenschaftler nach ihren Formen unter einer gefrorenen Oberfläche suchen, die mehr als vier Kilometer dick sein kann.
Forscher vermuten, dass es noch viele weitere vulkanische Strukturen gibt, die darauf warten, entdeckt zu werden.
Ein Kontinent, der 136-mal größer ist als Island
Die schiere Größe der Antarktis macht die Vulkanforschung zu einer extremen Herausforderung.
Der Kontinent ist etwa 136-mal so groß wie Island. Um einen potenziellen Vulkan zu erreichen, muss man oft riesige Entfernungen bei extremer Kälte zurücklegen, nicht selten durch Gebiete mit gefährlichen, unter dem Schnee verborgenen Gletscherspalten.
Auch der Transport von Wissenschaftlern und Ausrüstung in diese entlegenen Gebiete ist extrem kostspielig.
In Island ist die Überwachung eines gletscherbedeckten Vulkans schon eine Herausforderung. In der Antarktis müssen Forscher einen weitaus größeren Kontinent unter einem Eisschild untersuchen, das stellenweise mehrere Kilometer dick ist.
Es gibt immer noch kein vollständiges dreidimensionales Bild von all dem, was sich unter dem antarktischen Eis verbirgt. Das hinterlässt viele unbeantwortete Fragen zur vulkanischen Geschichte des Kontinents und seiner heutigen Aktivität.
Wie finden Wissenschaftler Vulkane unter dem Eis?
Forscher nutzen verschiedene Methoden, um die verborgene Landschaft der Antarktis zu untersuchen.
Flugzeuge können Radarsysteme über den Eisschild fliegen, mit denen Wissenschaftler die Form des darunter liegenden Felsbetts kartieren können. Satellitenbeobachtungen können zudem großräumige Strukturen und Veränderungen der Eisoberfläche sichtbar machen.
Schwerkraftmessungen liefern einen weiteren wichtigen Hinweis. Vulkanisches Gestein ist im Allgemeinen dichter als viele umliegende Sedimente, was winzige Unterschiede im lokalen Schwerefeld verursacht.
Wissenschaftler können auch hochempfindliche magnetische Instrumente einsetzen, da vulkanisches Gestein oft eisenreiche Mineralien enthält, die magnetische Messungen beeinflussen.
Zusammen ermöglichen Radar, Satellitenbilder, Schwerkraftmessungen und Magnetdaten den Forschern, sich ein Bild von einer Landschaft zu machen, die sie nicht direkt sehen können.
Eine Robbe und zwei Eselspinguine in der Whalers Bay in der gefluteten Caldera von Deception Island – einem aktiven Vulkan nahe der Antarktischen Halbinsel.
Deception Island: Ein Vulkan, der sich als Insel tarnet
Eines der Vulkansysteme, die in der Folge vorgestellt werden, ist Deception Island (die „Insel der Täuschung“), die in der Nähe der Antarktischen Halbinsel liegt.
Von außen betrachtet sieht sie aus wie eine ganz normale, hufeisenförmige Insel. Doch ein schmaler Durchlass führt durch die Außenwand direkt in eine geflutete vulkanische Caldera, die einen riesigen natürlichen Hafen bildet.
Dieser versteckte Eingang ist auch der Grund für den Namen der Insel. Frühe Entdecker, die vorbeisegelten, ließen sich leicht täuschen und glaubten, sie blickten auf eine durchgehende Insel und nicht auf den Rand eines Vulkankraters.
Deception Island ist nach wie vor aktiv. Im 20. Jahrhundert kam es dort zu mehreren Ausbrüchen, der letzte bestätigte fand 1970 statt.
Die Insel ist auch für ihre geothermische Aktivität bekannt, einschließlich Gebieten, in denen vulkanische Hitze den Boden und das Küstenwasser erwärmt.
Der gigantische Ausbruch, der Deception Island erschuf
Die geflutete Caldera entstand durch einen der größten bestätigten antarktischen Ausbrüche des Holozäns.
Untersuchungen datieren den Ausbruch, der die Caldera bildete, auf die Zeit vor etwa 4.000 Jahren. Wissenschaftler schätzen, dass dabei zwischen 30 und 60 Kubikkilometer Magma freigesetzt wurden.
Zum Vergleich: Der Ausbruch des Eyjafjallajökull 2010 in Island produzierte nur einen winzigen Bruchteil eines Kubikkilometers an vulkanischem Material.
Der Ausbruch von Deception Island war so gewaltig, dass die zentrale Struktur des Vulkans in sich zusammenbrach und die große Caldera entstand, die später vom Meerwasser geflutet wurde. Spuren dieses Ausbruchs wurden noch Tausende von Kilometern entfernt im antarktischen Eis und in Sedimentschichten nachgewiesen.
Trotz des enormen Ausmaßes dieses historischen Ereignisses waren die jüngeren Eruptionen auf Deception Island deutlich kleiner.
Der Mount Erebus ragt 3.794 Meter über der Ross-Insel in der Antarktis empor. Unter seinem eisbedeckten Gipfel liegt einer der wenigen dauerhaften Lavaseen der Erde, der seit Jahrzehnten aktiv ist.
Mount Erebus: Der Lavasee-Vulkan der Antarktis
Die Episode widmet sich auch dem berühmtesten aktiven Vulkan der Antarktis: dem Mount Erebus.
Mit einer Höhe von 3.794 Metern über dem Meeresspiegel auf der Ross-Insel gilt der Erebus als der südlichste aktive Vulkan der Erde. Er befindet sich ganz in der Nähe der McMurdo-Station und der neuseeländischen Scott-Basis und beschert den dortigen Forschern einen spektakulären vulkanischen Nachbarn.
Im Gegensatz zu den meisten verborgenen Vulkanstrukturen der Antarktis sieht der Erebus genau so aus, wie viele von uns als Kind einen Vulkan gemalt haben: ein riesiger, unverkennbarer Kegel, der die umliegende Landschaft dominiert.
Seine bemerkenswerteste Besonderheit befindet sich direkt im Gipfelkrater.
Der Mount Erebus beherbergt einen der ganz wenigen dauerhaften Lavaseen der Welt.
Was ist ein dauerhafter Lavasee?
Ein Lavasee ist eine offene Ansammlung von flüssigem Gestein in einem Vulkankrater oder Schlot.
Temporäre Lavaseen können sich bei Ausbrüchen bilden, wie man es auch in Island beobachten kann. Die meisten fließen jedoch schließlich ab oder kühlen ab und erstarren.
Der Lavasee am Mount Erebus ist anders. Er besteht seit Jahrzehnten und wird seit mindestens 1972 kontinuierlich beobachtet.
Wissenschaftler vermuten, dass der See durch ein ständiges Zirkulationssystem von Magma und vulkanischen Gasen am Leben erhalten wird. Heißes Magma steigt an die Oberfläche, während kühleres, dichteres Magma wieder in das Vulkansystem absinkt. So entsteht ein Kreislauf, ähnlich wie die Konvektion in einem Topf mit kochendem Wasser.
Zudem steigen Gasblasen durch den See auf und zerplatzen an der Oberfläche. Dieses regelmäßige Entweichen von Gas verhindert, dass sich kontinuierlich hoher Druck aufbaut, obwohl der Erebus dennoch plötzliche explosive Ausbrüche erzeugen kann.
Phonolith: Die ungewöhnliche Lava des Mount Erebus
Der Großteil der in Island produzierten Lava ist Basalt. Basaltische Lava ist extrem heiß und relativ dünnflüssig, was die Entstehung fließender Ströme aus geschmolzenem Gestein begünstigt.
Der Mount Erebus führt jedoch eine viel seltenere Art von Magma namens Phonolith (Klingstein).
Phonolith ist reich an Alkalielementen wie Natrium und Kalium. Es ist im Allgemeinen zähflüssiger als Basalt, weshalb das Überleben eines offenen, zirkulierenden Lavasees hier besonders ungewöhnlich ist.
Der Name Phonolith bedeutet übersetzt „Klingstein“. Manche Stücke dieses Gesteins können beim Anschlagen einen hellen Klang erzeugen, fast wie eine Glocke.
Der Phonolith am Erebus enthält außerdem große Feldspatkristalle. Diese Kristalle können im ausgeworfenen Vulkanmaterial eingeschlossen werden und liefern Wissenschaftlern wertvolle Hinweise darauf, was im Inneren des Magmasystems vor sich geht.
Vulkanbomben aus dem Lavasee
Der Mount Erebus schleudert regelmäßig Vulkanbomben in die Luft.
Eine Vulkanbombe entsteht, wenn bei einer Explosion flüssiges oder halbflüssiges Gestein in die Luft geschleudert wird. Das Material kühlt während des Flugs ab und verformt sich, bevor es wieder auf den Vulkan zurückfällt.
Am Erebus steigen riesige Gasblasen durch den Lavasee auf und platzen an der Oberfläche. Diese Explosionen können Lavafragmente hunderte Meter weit in die Luft katapultieren.
Obwohl der Lavasee regelmäßig Druck abbaut, bleibt der Erebus ein unberechenbarer Vulkan. Seine plötzlichen Explosionen sind eine wichtige Erinnerung daran, dass selbst eine relativ beständige vulkanische Aktivität jederzeit Überraschungen bereithalten kann.
Der Vulkan, der Gold spuckt
Der Mount Erebus hat noch eine weitere verblüffende Eigenschaft: Er setzt mikroskopisch kleine Goldpartikel frei.
Das Gold wird zusammen mit den Vulkangasen ausgestoßen. Wenn diese heißen Gase auf die eiskalte antarktische Atmosphäre treffen, kondensieren die winzigen Partikel und verteilen sich in der Luft.
Vom Erebus stammendes Gold wurde bereits weit entfernt vom Vulkan nachgewiesen. Eine reale Chance für Goldabbau in der Antarktis besteht jedoch nicht. Die Partikel sind mikroskopisch klein, weit verstreut und kommen nur in extrem geringen Konzentrationen vor.
Das Phänomen ist eher wissenschaftlich faszinierend als kommerziell rentabel. Es zeigt eindrucksvoll, wie das komplexe Magma unter dem Erebus ungewöhnliche Elemente anreichert und transportiert.
Könnte ein Vulkan ausbrechen, ohne das Eis zu durchbrechen?
Da viele antarktische Vulkane unter dickem Eis begraben liegen, ist es durchaus möglich, dass eine Eruption die Oberfläche gar nicht erst erreicht.
Magma könnte einen Teil des umliegenden Eises schmelzen und Wasser unter dem Eisschild ansammeln, ohne dass eine sichtbare Aschewolke entsteht. Dennoch würde eine solche Aktivität Warnsignale wie Erdbeben, Veränderungen im Wärmefluss oder Bewegungen im Eis hervorrufen.
Diese Signale zu erkennen, ist allerdings extrem schwierig. Seismische Instrumente funktionieren am besten, wenn sie auf festem Untergrund stehen – dieser liegt hier jedoch oft unter kilometertiefem Eis. Die enorme Größe der Antarktis macht es zudem unmöglich, jedes potenzielle Vulkangebiet so lückenlos zu überwachen wie die aktiven Regionen in Island.
Verursacht vulkanische Wärme das Schmelzen des antarktischen Eises?
Geothermische Wärme schmilzt in einigen Teilen der Westantarktis tatsächlich das Eis von unten herab.
Dies kann die Stabilität und Fließgeschwindigkeit einzelner Gletscher beeinflussen. Wasser unter einem Gletscher verringert die Reibung zwischen Eis und Fels, wodurch sich der Gletscher schneller in Richtung Ozean bewegen kann.
Ann Sophie betont in dieser Folge jedoch einen entscheidenden Unterschied: Vulkanische und geothermische Wärme sind nicht die Hauptursachen für den aktuellen Eisverlust in der Antarktis.
Die größten Bedrohungen sind die sich erwärmende Atmosphäre und – besonders in der Westantarktis – wärmeres Ozeanwasser, das unter das schwimmende Eis und die Ränder der Gletscher gelangt.
Ein bekanntes Beispiel ist der Thwaites-Gletscher, der manchmal auch dramatisch als „Weltuntergangs-Gletscher“ bezeichnet wird. Sein Rückzug ist deshalb so kritisch, weil er wie ein Pfropfen einen viel größeren Teil des Westantarktischen Eisschilds zurückhält.
Wissenschaftler schätzen, dass ein vollständiger Verlust des Thwaites-Gletschers allein den globalen Meeresspiegel um etwa 65 Zentimeter ansteigen lassen würde. Der Verlust des gesamten Westantarktischen Eisschilds hätte noch weitaus dramatischere Folgen, obwohl sich solche Prozesse über einen sehr langen Zeitraum erstrecken würden und weiterhin intensiv erforscht werden.
Könnte schmelzendes Eis die künftige vulkanische Aktivität beeinflussen?
Eis übt einen enormen Druck auf die darunter liegende Erdkruste aus.
Wenn ein großer Eisschild dünner wird, verringert sich dieser Druck. In manchen Vulkanregionen kann diese Entlastung der Kruste die Magmaproduktion anregen oder dem Magma den Aufstieg erleichtern.
Dieser Zusammenhang wurde bereits in Island und anderen ehemals vergletscherten Vulkanregionen untersucht. Die Vulkansysteme der Antarktis sind jedoch noch zu wenig erforscht, als dass Wissenschaftler genau sagen könnten, wie sich ein künftiger Eisverlust auf die vulkanische Aktivität unter dem Kontinent auswirken wird.
Das ist ein weiterer wichtiger Grund, warum die Kartierung und Überwachung der verborgenen Vulkane in der Antarktis so entscheidend ist.
Müssen wir uns Sorgen wegen der Vulkane in der Antarktis machen?
Derzeit gibt es keine Hinweise darauf, dass der Antarktis eine kontinentweite Vulkankrise bevorsteht.
Die meisten Vulkanstrukturen liegen tief begraben, sind kaum erforscht oder zeigen keinerlei Anzeichen eines bevorstehenden Ausbruchs. Die aktiven Systeme des Kontinents sind zwar wissenschaftlich hochspannend, stellen aber aktuell keine unmittelbare Bedrohung für den Rest der Welt dar.
Das macht sie jedoch keineswegs unbedeutend.
Die Antarktis bietet Forschern die seltene Gelegenheit zu untersuchen, wie Vulkane, Gletscher, Ozeane und die Atmosphäre in einer der extremsten Umgebungen der Erde zusammenwirken. Ihr Eis bewahrt zudem ein Archiv historischer Ausbrüche – selbst solcher, die Tausende von Kilometern entfernt stattfanden.
Je mehr Wissenschaftler über die Antarktis erfahren, desto deutlicher wird, dass der Kontinent kein starrer Eisblock ist. Unter der gefrorenen Oberfläche liegt eine hochdynamische geologische Landschaft, geprägt von tektonischen Gräben, Magma, geothermischer Wärme und fließenden Gletschern.
Eine ganz persönliche Verbindung zur Antarktis
Was diese Folge besonders fesselnd macht, ist Ann Sophies persönliche Verbindung zu diesem Kontinent.
Ihre Arbeit führt sie zum Union-Gletscher, wo sie in einem Zelt zwischen majestätischen Bergrücken lebt und den antarktischen Sommer als Teil eines eng zusammengeschweißten, internationalen Teams verbringt.
Sie beschreibt die Antarktis als einen unberührten Ort, der fast ausschließlich dem Frieden und der wissenschaftlichen Forschung gewidmet ist. Die Abgeschiedenheit macht die Arbeit dort zwar hart, ermöglicht es den Forschern aber auch, Landschaften zu untersuchen, die man sonst fast nirgends auf der Erde findet.
Ihre Begeisterung offenbart einen Kontinent voller Kontraste: eine Eiswüste, die gigantische Eismassen birgt, eine scheinbar leere Weite voller geologischer Geheimnisse und aktive, heiße Lava mitten in einer der kältesten Umgebungen unseres Planeten.
Hören Sie sich die komplette Folge über die Vulkane der Antarktis an
Möchten Sie mehr über das Feuer unter dem antarktischen Eis erfahren?
Hören Sie sich die ganze Folge des Lava Academy Podcasts mit Ann Sophie Bader an und entdecken Sie Deception Island, den faszinierenden Lavasee des Mount Erebus und die Vulkanlandschaft, die sich unter dem größten Eisschild der Welt verbirgt.
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In dieser Folge erwähnte Episoden des Lava Academy Podcasts
Erleben Sie echte, flüssige Lava
Die Antarktis mag einen der seltenen dauerhaften Lavaseen der Welt besitzen, doch eine Reise zum Mount Erebus liegt wohl außerhalb der Reisepläne der meisten Menschen.
Bei der Lava Show können Sie echte, geschmolzene Lava völlig sicher und viel einfacher erleben. Beobachten Sie, wie die Lava nur wenige Meter von Ihnen entfernt fließt, spüren Sie ihre intensive Hitze und hören Sie das Knistern, wenn sie abzukühlen beginnt.
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