Studie: Eifel-Vulkan ursächlich für Erdbeben am Niederrhein?

Das Vulkanfeld in der Osteifel nordwestlich von Koblenz gilt als einziges aktives Vulkangebiet in Mitteleuropa. Während die letzten Ausbrüche des Vulkans rund 10.000 Jahre zurückliegen, sind Anzeichen magmatischer Aktivität in Form magmatischer Erdbeben und Entgasungen noch bis heute präsent. Eine neue Studie der Universität Reno (USA) konnte nun erneute Hinweise darauf finden, dass aufgrund des Vulkansystems in weiten Teilen Westdeutschlands starke Bodenhebungen stattfinden. Hebungen, die möglicherweise weitreichenden Einfluss auf die tektonischen Prozesse haben und so auch die Erdbebenaktivität am Niederrhein beeinflussen könnten.

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Bei dem Eifel-Vulkanfeld handelt es sich um ein vulkanisches Gebiet, das aufgrund einer sogenannten Mantelplume entstanden ist. Solche Bereiche mit überdurchschnittlich hohen Temperaturen befinden sich weltweit an mehreren Stellen im Erdmantel. Aus ihnen kann heißes Gestein aufgrund des Dichteunterschieds in die Erdkruste aufsteigen, dort zur Bildung von Magma führen und somit auch vulkanische Aktivität hervorrufen.
Ein Forscherteam unter der Leitung von Corné Kreemer (Nevada Bureau of Mines and Geology and Nevada Seismological Laboratory, Reno) hat nun anhand von GPS-Aufzeichnungen nachgewiesen, dass der Aufstieg des Mantelplumes auch zu weitreichenden Bodenhebungen an der Oberfläche führt. Dazu wurden die Daten von 3D-Stationen in Westeuropa seit dem Jahr 2000 ausgewertet. Aus den Werten an den einzelnen Stationen konnten (unter Berücksichtigung der Hebungen aufgrund der eiszeitlichen Vergletscherungen) die großflächigen vertikalen Bewegungen pro Jahr ermittelt werden.

Am stärksten sind diese Hebungen demnach in der Osteifel selbst mit bis zu einem Millimeter pro Jahr, was in etwa den Hebungsrate der Alpen entspricht und auf einen Zusammenhang mit der Eifel-Plume schließen lässt. Geringere Hebungsprozesse konnten großflächig nachgewiesen werden, darunter in vielen Teilen des Rheinischen Schiefergebirges wie Hunsrück, Eifel, Westerwald und auch in den Ardennen.
Bereits zuvor war bekannt, dass sich seit rund 800.000 Jahren Teile des Schiefergebirges verstärkt anheben. Bisher aus Datierung von Flusssedimenten ermittelte Hebungsraten von maximal 0,3 Millimetern pro Jahr liegen allerdings deutlich unter den Ergebnissen der neuen Studie. Unterschiede, die sich nach Einschätzung der Forscher möglicherweise auf verstärkte Hebungen in jüngerer Zeit nach Beginn der vulkanischen Aktivitätsphase der Eifel, oder generell schwankende Hebungsraten, möglicherweise aufgrund der eiszeitlichen Vergletscherungen, zurückführen lassen. Eine lokale Hebungsrate von einem Millimeter pro Jahr in der Eifel wurde bereits in früheren Studien (Tesauro et. al 2005) festgestellt.

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Diese Hebungen sind nicht nur ein Zeichen eines aktiven magmatischen Systems, sondern könnten nach Ansicht der Autoren auch Einfluss auf die tektonische Aktivität in umliegenden Gebieten haben. So wurde schon zuvor angenommen, dass die aktuellen Dehnungsprozesse in der südlichen Niederrheinischen Bucht (und damit auch die dortigen Erdbeben) auf die Hebungen des Rheinischen Schiefergebirges zurückzuführen sind. Zwar ist das tektonische Grabensystem am Niederrhein schon deutlich älter und geht wahrscheinlich auf die alpine Gebirgsbildung zurück, doch zeigten frühere Studien, dass in jüngerer geologischer Zeit die tektonischen Prozesse im Süden (zwischen Köln und Aachen) zugenommen haben, während im Norden vergleichsweise wenig Aktivität und damit auch Erdbebenaktivität stattfindet. Dass der Beginn verstärkter tektonischer Aktivität zeitlich etwa mit dem Beginn der jüngsten Phase vulkanischer Aktivität in der Eifel sowie dem Beginn der Hebungsprozesse im Schiefergebirge korreliert, unterstützt diese Annahme.

Die neue Studie liefert deutliche Hinweise auf einen direkten Zusammenhang zwischen der Aktivität des Eifelplumes und den tektonischen Prozessen im westlichen Mitteleuropa. Ein Zusammenhang, der bereits in früheren Studien (Ziegler 1992) gemutmaßt wurde. Auf Basis dieser Daten können jedoch keine Aussagen über junge vulkanische Prozesse und mögliche Zusammenhänge zwischen vulkanischer und tektonischer seismischer Aktivität gemacht werden. Letzteres wurde im vergangenen Jahr in einer Studie der Universität Dortmund angedeutet.

Studie:
Kreemer, C., Blewitt, G., & Davis, P. M. (2020). Geodetic Evidence for a Buoyant Mantle Plume Beneath the Eifel Volcanic Area, NW Europe. 10.31223/osf.io/yab5d

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