Unter der idyllischen Landschaft rund um den Laacher See tut sich deutlich mehr, als man an der Oberfläche ahnt. In den Jahren 2022 und 2023 durchleuchtete eine bisher einzigartige Anordnung von Seismometern den Untergrund: Das „Eifel Large-N Experiment“. Das Geoforschungszentrum Potsdam, das die Forschungsarbeiten durchführt, zeigte bereits vor einigen Wochen erstmals direkte Belege für ein aktives magmatisches System unter dem Laacher See. Eine neue Studie auf Basis der Large-N Daten hat sich nun nun die Erdbeben genauer angeschaut und gezeigt, dass das Magmatische System unter der Eifel deutlich größere Auswirkungen auf die Erdbebenaktivität hat, als bisher bekannt.
Über 1.000 Mikrobeben entlang der Ochtendunger Störungszone
Insgesamt registrierten die Forschenden um Hauptautor Patrick Laumann über tausend Mikrobeben, die meisten davon entlang einer bisher nur grob bekannten Störungszone: der Ochtendunger Störungszone. Diese verläuft in Nordwest-Südost-Richtung quer durch das Neuwieder Becken und gilt schon länger als seismisch aktiv. Die neuen Daten zeigen jedoch, dass diese Zone viel komplexer aufgebaut ist als gedacht. Die Störung springt an zwei Stellen versetzt weiter, sogenannte „Step-Overs“, und genau in diesen Bereichen häufen sich die Beben. Besonders auffällig ist die Region südlich der Mosel nahe Kobern-Gondorf: Dort hat die Aktivität im Frühjahr 2023 stark zugenommen.
Doch es geht nicht nur um die Menge der Erdbeben, sondern auch um ihr Verhalten. Viele der kleinen Beben treten in kurzen, wiederkehrenden Serien auf, mit nahezu identischen Erschütterungsmustern. Solche „Quasi-Repeater“ sind typisch für Regionen, in denen Fluide oder Gase durch den Untergrund steigen, in diesem Fall vermutlich CO₂ aus tieferen vulkanischen Bereichen. Sie erhöhen den Druck in der Störungszone, verändern lokal die Spannungsverhältnisse und lösen so an der gleichen Stelle wiederholt kleine Bruchereignisse aus.
Wiederkehrende Erdbebenserien: Hinweise auf Fluide aus der Tiefe
Auch die Art der Beben spricht eine deutliche Sprache. Während entlang der Ochtendunger Störung hauptsächlich seitliche Verschiebungen auftreten, typisch für die hiesige tektonische Situation, zeigen sich in anderen Bereichen auch Normalbrüche oder Überschiebungen. Besonders überraschend ist das Auftreten von kleinen Überschiebungsereignissen nördlich des Laacher Sees. Solche Mechanismen deuten auf lokale Druckverhältnisse hin, die nicht allein durch die großräumige Tektonik erklärbar sind.
Genau hier wird es spannend: Die Analyse der Bruchmechanismen zeigt entlang der Störung eine systematische Drehung der Spannungsachsen, je näher man dem Laacher See kommt. Die plausibelste Erklärung dafür ist ein überdrucktes, mehrere Kilometer breites Fluid- oder Magmareservoir im Untergrund, also genau dort, wo zuvor ein aktives Magmasystem entdeckt wurde. Modellrechnungen der Autorinnen und Autoren zeigen, dass ein solches Reservoir die beobachtete Drehung tatsächlich erzeugen könnte.
Überdruckte Magmakammer löst Erdbeben aus
Heißt das nun, dass der Laacher See kurz vor einem Ausbruch steht? Nein. Errechnete Druckverhältnisse für das Magmareservoir unter dem Laacher See liegen im normalen Bereich für ruhende Vulkangebiete. Aber die Studie liefert eindrucksvolle Belege dafür, dass der Untergrund der Eifel noch immer ein aktives, dynamisches System ist und magmatische Prozesse starken Einfluss auf die regionale Erdbebenaktivität haben. Magmatische Fluide steigen kontinuierlich auf, verändern lokal den Spannungszustand und tragen dazu bei, dass die Region regelmäßig in Bewegung bleibt. Die niedrigen Magnituden zeigen, dass die Energie freigesetzter Ereignisse derzeit sehr klein ist, aber die Prozesse dahinter sind für die Wissenschaft und Gefährdungsanalyse hochinteressant.
Das „Eifel Large-N Experiment“ zeigt vor allem eines: Mit moderner Technik lassen sich selbst ruhige vulkanische Regionen bis in feine Details hinein vermessen. Neue Erkenntnisse, die mithilfe dieses Experiments gewonnen wurden, sind zum Verständnis der vulkanischen Prozesse der Eifel extrem wertvoll und helfen, zukünfte Risiken besser abschätzen zu können.
Das GFZ Potsdam hat das Large-N Experiment in Zusammenarbeit mit dem Landeserdbebendienst Rheinland-Pfalz und dem Erdbebendienst Südwest durchgeführt. Diese sin für die Routineüberwachung der Erdbebenaktivität in der Eifel verantwortlich.
Originalveröffentlichung:
P. Laumann et al.: Microseismicity Reveals Fault Activation and Fluid Processes Beneath the Neuwied Basin and Laacher See Volcano, East Eifel, Germany, Geophysical Journal International, 2025;, ggaf475, https://doi.org/10.1093/gji/ggaf475