Regen verursacht explosive Vulkanausbrüche

Der Kīlauea auf Hawaii zählt zu den aktivsten Vulkanen der Erde. Während seines letzten Ausbruchs – der vom Jahr 1983 bis ins Jahr 2018 andauerte – entleerte sich die Magmakammer unter dem Vulkan stetig, indem langsame Lavaströme aus den Vulkanspalten aufstiegen. Doch Anfang Mai 2018 setzte eine ungewöhnlich explosive Ausbruchsphase ein, die von starken Erdbeben begleitet wurde. Die Ursache für diesen überraschenden Wandel sehen Forscher in starken Regenfällen, wie sie nun in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten. Als der Regen in das Grundwasser eindrang, erhöhte er den Wasserdruck, der wiederum die Stabilität des vulkanischen Gesteins senkte. Da das Gestein dem Druck in der Magmakammer nicht mehr standhielt, kam es zu mehreren explosiven Ausbrüchen.

Bisher gingen Geologen davon aus, dass Starkregen nur Bergrutsche und Erdbeben auslösen kann. „Doch nun wissen wir, dass Regen auch eine Rolle bei vulkanischen Eruptionen spielt“, sagt Falk Amelung von der University of Miami. Gemeinsam mit seinem Kollegen Jamie Farquharson betrachtete er zunächst mehrere mögliche Ursachen der explosiven Ausbrüche und bemerkte dabei ein ungewöhnliches Verhalten: Vor dem explosiven Ausbruch hob sich der Boden nicht an – eigentlich ein wichtiges Anzeichen für einen zunehmenden Druck in der Magmakammer und damit für einen folgenden Ausbruch. Daher suchten die beiden Forscher nach alternativen Erklärungen für den explosiven Ausbruch.

Schnell erkannten Amelung und Farquharson, dass es in den Monaten vor dem Ausbruch ungewöhnlich stark geregnet hatte. Das Regenwasser drang durch das poröse vulkanische Gestein einige Kilometer tief in den Boden ein. Computersimulationen zeigten, dass der Regen den Druck des Grundwassers um bis zu hundert Pascal erhöhte. Dadurch bildeten sich vermutlich verstärkt Risse im Gestein, durch die das Magma dann leichter zur Oberfläche gelangte. Zudem ist es nicht ausgeschlossen, dass im Untergrund verdampfendes Wasser den Druck ebenfalls erhöhte und die explosiven Ausbrüche unterstützte.

Um ihre Hypothese zu testen, analysierten die Forscher auch historische Wetterlagen während der zahlreichen Ausbrüche von Kīlauea seit 1790. Es zeigte sich, dass sich etwa 60 Prozent der Ausbrüche während der relativ kurzen Regenzeiten ereigneten. Doch ob Starkregen tatsächlich für explosive Vulkanausbrüche verantwortlich ist, müssen weitere Studien zeigen. Die Forscher schlagen vor, auch die Ausbrüche von anderen aktiven Vulkanen entsprechend zu untersuchen. Sollte sich ihre These bestätigen, müssten starke Regenfälle als zusätzlicher Risikofaktor für bevorstehende Vulkanausbrüche angesehen werden.