Seit 2006 spuckt der Vulkan Lusi unaufhörlich Schlamm. Damals wurde die indonesische Insel Java zunächst von einem Erdbeben erschüttert, 47 Stunden danach brach der Schlammvulkan aus und begrub mehrere Dörfer unter Matsch. Die Suche nach den Ursachen macht nun einen grossen Schritt vorwärts, dank einer Studie von Forschenden der ETH Zürich und der Universität Bonn.

Bislang war nicht klar, ob das Erdbeben, dessen Epizentrum etwa 250 Kilometer vom Vulkan entfernt lag, oder eine nahe Ölbohrung der Hauptauslöser für den Ausbruch war. Mithilfe einer Computersimulation zeigen nun Matteo Lupi, zuvor an der Universität Bonn und jetzt Postdoc in Strukturgeologie und Tektonik an der ETH, und seine Kollegen, wie es zu der Eruption gekommen sein könnte.

Laut den Forschern wirkte die gewölbte Struktur der Gesteinsschichten am Ausbruchsort wie ein Parabolspiegel, welcher die beim Beben aus dem Erdinnern nach oben rasenden seismischen Wellen bündelte und verstärkte. Als die Wellen – durch die gewölbten Felsstrukturen zurückgeworfen und fokussiert – auf eine feste Schlammschicht trafen, wurde auf einen Schlag Gas und Flüssigkeit freigesetzt, welche unter hohem Druck darin eingeschlossen waren. Dies verflüssigte den Schlamm und liess ihn an die Erdoberfläche schiessen. «Das Prinzip ist das gleiche wie bei einer Cola-Flasche, die man schüttelt», erklärt Lupi.

Der Schlammvulkan sitzt auf einer bekannten Bruchlinie in der Erdkruste, was das geologische System an diesem Ort schon vor dem Erdbeben instabil machte. Lange stand die Ölbohrung in unmittelbarer Nähe zum Ausbruchsort unter Verdacht, diese Instabilität erhöht zu haben. Die neue Studie von Lupi und Kollegen wirft nun jedoch die Frage auf, ob nicht doch das Erdbeben – obwohl weit entfernt vom Ausbruchsort – zur Eruption geführt haben könnte.

Zu der Schlamm-Eruption wäre es früher oder später ohnehin gekommen, das Erdbeben war nur der letzte Auslöser, betont Lupi. Die Studie, die kürzlich in Nature Geoscience erschienen ist, könnte ein neues Puzzlestück im komplexen Zusammenhang zwischen Erdbeben und Vulkanausbrüchen sein. Sogar die seismischen Wellen entfernter Erdbeben können offenbar Eruptionen auslösen. Gewölbte Erdstrukturen, welche wie im Fall Lusi als Verstärker wirken können, kommen in vulkanischen und hydrothermalen Systemen häufig vor.

Literaturhinweis:

M. Lupi, E. H. Saenger, F. Fuchs and S. A. Miller. 'LUSI mud eruption triggered by geometric focusing of seismic waves', Nature Geoscience (2013), doi: 10.1038/ngeo1884