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Eine bahnbrechende Studie unter der Leitung des Vulkanologischen Instituts der Kanarischen Inseln (Involcan) hat tief unter der Erdoberfläche von Teneriffa Ansammlungen von Magma entdeckt. Die Forscher lokalisieren die Schmelzzonen an der Basis der alten ozeanischen Kruste und bringen sie mit der seit 2016 registrierten seismischen Anomalie in Verbindung. Die im renommierten Fachjournal „Scientific Reports“ der Nature-Gruppe veröffentlichten Ergebnisse deuten auf eine mögliche Verbindung zwischen Prozessen in Dutzenden Kilometern Tiefe und an der Oberfläche beobachtbaren Phänomenen wie Erdbeben und Gasausstoß hin.
Rigide Kruste, komplexe Strukturen
Wie Involcan über seine sozialen Netzwerke mitteilt, ist eines der zentralen Ergebnisse die Identifizierung einer relativ rigiden Schicht ozeanischer Kruste mit etwa zehn Kilometern Dicke, die sich durch vergleichsweise hohe seismische Geschwindigkeiten auszeichnet. Unterhalb dieser Schicht offenbart sich eine wesentlich heterogenere Struktur: Vier große Anomalien mit niedriger seismischer Geschwindigkeit verteilen sich über verschiedene Sektoren der Insel und erstrecken sich in Tiefen zwischen zehn und 30 Kilometern.
Diese Zonen geringer Geschwindigkeit gelten als Indikator für Bereiche mit erhöhten Temperaturen oder Veränderungen in der Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften des Gesteins – möglicherweise verursacht durch aufsteigende Magmen aus dem oberen Erdmantel.
Besondere Magma-Anreicherung im Westen
Das auffälligste Ergebnis findet sich unter dem westlichen Teil Teneriffas: Dort wurden außergewöhnlich niedrige Geschwindigkeiten der seismischen S-Wellen gemessen. Die Kombination dieser Messwerte mit thermodynamischen Modellierungen zeigt, dass diese Anomalie einen beträchtlichen Anteil an aufgeschmolzenem Material – also Magma – enthalten könnte. Besonders aufschlussreich ist die Übereinstimmung zwischen den niedrigsten seismischen Geschwindigkeiten und den höchsten Schmelzanteilen, was auf eine Zone hindeutet, die im oberen Mantel besonders reich an Magma ist.
Diese Akkumulation steht in Zusammenhang mit sogenanntem magmatischem Underplating – einem Prozess, bei dem sich aufsteigendes Magma aus dem Erdmantel allmählich an der Basis der ozeanischen Kruste ansammelt.
Verbindung zur Erdbebenaktivität
Die Studie offenbart zudem eine räumliche Beziehung zwischen den tiefen Niedriggeschwindigkeits-Anomalien und der jüngsten seismischen Aktivität auf Teneriffa. Ein erheblicher Teil der in den letzten Jahren registrierten Erdbeben konzentriert sich oberhalb oder an den Rändern der Hauptanomalie. Diese Verteilung könnte auf die Akkumulation und den Transfer von Magma in dieser Tiefenregion zurückzuführen sein.
Steigt das Magma aus dem oberen Mantel in weniger tiefe Bereiche auf, sinkt der Druck, wodurch die im Magma gelösten Gase freigesetzt werden. In diesen Tiefen bestehen die flüchtigen Stoffe laut Involcan überwiegend aus Kohlendioxid (CO₂). Wandern diese Gase und magmatischen Fluide weiter in oberflächennähere Schichten, interagieren sie dort mit dem hydrothermalen System Teneriffas. Dies könnte einen Teil der beobachteten seismischen Aktivität erklären – einschließlich der hybriden und niederfrequenten Erdbebenereignisse.
Bedeutung für die Vulkanologie
Involcan betont, dass die Ergebnisse das Verständnis der tiefen Struktur des magmatischen Systems unter Teneriffa deutlich verbessern. Sie liefern wichtige Erkenntnisse darüber, wie Magmaspeicherzonen im oberen Mantel mit seismischer Aktivität und Gasemissionen an der Oberfläche verbunden sein können.
Geleitet wurde die Forschung von Víctor Ortega Ramos, Forscher am Involcan und Doktorand an der Universität Complutense Madrid (UCM). Die Studie entstand in Zusammenarbeit zwischen beiden Institutionen, dem Technologischen Institut für erneuerbare Energien (ITER), der Universität Genf (Schweiz) und dem Institut für Vulkanologie und Risikobewertung (IVAR) in Portugal.
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