© Pictures of the ESA satellite "Copernicus Sentinel-2" with clear traces of an underwater option on the water surface, (c) ESA
© Illustration of the "volcano F" based on older bathymetric data, graphic: (c) Philipp Brandl / GEOMAR
© The volcanic island Fonualei, which is not far from the underwater volcano "F", (c) Philipp Brandl / GEOMAR
© Only in January 2019 did the German research vessel "SONNE" west of Tonga carry out an expedition under the guidance of GEOMAR, (c) Philipp Brandl / GEOMAR
© Propagation of the pumice raft on a photograph of the satellite "Copernicus sentinel-2", (c) ESA
Vulkan "F" ist der Ursprung der schwimmenden Steine
December 9, 2019
Forscher veröffentlichen Studie über Bimssteinfloß im Südwestpazifik
Seit August 2019 bewegt sich eine riesige Ansammlung von Bimssteinen im südwestlichen Pazifik in Richtung Australien. Forscherinnen und Forscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben jetzt gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Kanada und Australien den Ursprung dieses sogenannten Bimsstein-Floßes identifiziert. Es handelt sich um einen bisher namenlosen Unterwasservulkan in tonganischen Gewässern. Die Studie ist jetzt online in der internationalen Zeitschrift 'Journal of Volcanology and Geothermal Research' erschienen.
Steine schwimmen nicht im Wasser. Das ist eine Binsenweisheit. Aber es gibt kaum eine Regel ohne Ausnahme. Tatsächlich bringen manche Vulkanausbrüche ein sehr poröses Gestein hervor, dessen Dichte so gering ist, dass es schwimmt: Bimsstein. Eine ungewöhnlich große Menge davon ist derzeit auf dem Weg nach Südwesten in Richtung Australien. Als er Anfang August 2019 zum ersten Mal in den Gewässern des Inselstaates Tonga gesichtet wurde, bildete er fast eine geschlossene Fläche - eine kleine Insel - auf dem Wasser;
wir berichteten.
Viele Unterwasservulkane wurden damals als Ursache für das Phänomen diskutiert. Aber der direkte Beweis für den genauen Ursprung des Bimssteins fehlte bisher. Forscherinnen und Forscher des GEOMAR haben nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen Beweise veröffentlicht, die die Bimssteinquelle eindeutig identifizieren. Es handelt sich um einen bisher unbenannten Unterwasservulkan nur 50 Kilometer nordwestlich der tonganischen Insel Vava'u. "In der internationalen Literatur taucht er bisher nur unter der Nummer 243091 oder als Vulkan F auf", sagt Dr. Philipp Brandl vom GEOMAR, Erstautor der Studie.
Erst im Januar 2019 waren Dr. Brandl und einige seiner Co-Autoren mit dem deutschen Forschungsschiff "SONNE" in der Region unterwegs. Die Expedition konzentrierte sich auf die Bildung neuer Kruste in der geologisch hochaktiven Region zwischen Fidschi und Tonga. "Als ich im Sommer die Berichte über das Bimsfloss in den Medien sah, wurde ich neugierig und begann mit meinen Kollegen zu recherchieren", sagt Brandl.
Bei der Auswertung von frei zugänglichen Satellitenbildern wurde das Team fündig. Auf einer Aufnahme des ESA-Satelliten "Copernicus Sentinel-2" vom 6. August 2019 sind deutliche Spuren einer aktiven Unterwassereruption auf der Wasseroberfläche zu sehen. Da die Bilder genau georeferenziert sind, konnten sie mit entsprechenden Vermessungen des Meeresbodens verglichen werden. "Die Eruptionsspuren passen genau zum Vulkan F", erklärt Dr. Brandl.
Aus Sicherheitsgründen verglichen die Forscher diese Position auch mit Informationen von seismischen Messstationen, die Signale der Eruption aufzeichneten. "Leider ist das Netz solcher Stationen in der Region sehr dünn. Es kamen nur zwei für den Abgleich in Frage. Aber ihre Daten bestätigen die Spur zum Vulkan F", sagt Dr. Brandl.
Das Bimsstein kann bei Vulkanausbrüchen entstehen, wenn zähflüssige Lava durch vulkanische Gase wie Wasserdampf und Kohlendioxid aufgeschäumt wird. Dadurch entstehen in dem abgekühlten Gestein so viele Poren, dass seine Dichte geringer ist als die von Wasser. "Bei einer Unterwassereruption ist die Wahrscheinlichkeit natürlich besonders hoch, dass sich Bimsstein bildet", erklärt Dr. med. Brandl.
Mit Hilfe weiterer Satellitenbilder verfolgte das Team den Weg und die Ausbreitung des Bimssteinfloßes bis Mitte August weiter. Es driftete langsam nach Westen und erreichte eine Fläche von bis zu 167 Quadratkilometern. Dadurch konnte das Team auch Rückschlüsse auf die Größe der Unterwassereruption ziehen. Sie entsprach einem vulkanischen Eruptionsindex von 2 oder 3, was den jüngsten Ausbrüchen des italienischen Vulkans Stromboli entspricht.
Bei der derzeitigen Richtung und Geschwindigkeit wird die Bimsinsel wahrscheinlich Ende Januar oder Anfang Februar 2020 das Great Barrier Reef vor Australiens Ostküste erreichen. Vor allem Biologen warten gespannt auf dieses Ereignis, denn Bimsflöße können eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Organismen im Pazifik spielen. Das Kieler Geologenteam möchte Proben der Bimssteine untersuchen, um die Geochemie des Vulkans F genauer zu bestimmen. "Vielleicht schicken uns die australischen Kollegen nächstes Jahr ein paar Stücke", sagt Dr. Brandl.
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