Der Mauna Loa auf Hawaii gehört zu den größten aktiven Vulkanen der Erde. Seit Tagen spuckt er nun Feuer, Lavamassen ergießen sich über die Hauptinsel des Archipels. Für Menschen besteht derzeit nur geringe Gefahr. Doch für die Wissenschaft ist das Ereignis bedeutsam: Bis heute stellt die vulkanische Aktivität auf den hawaiianischen Inseln die Forschung vor viele Rätsel. Und nur während eines Ausbruchs lassen sich wichtige Daten sammeln, die dabei helfen können, sie besser zu verstehen.

Die Vulkane auf Hawaii unterscheiden sich von denen an vielen anderen Orten. So liegen Vulkane sonst meistens dort, wo die Platten der Erdkruste aufeinandertreffen. Wenn sich die Platten aneinanderreiben oder voneinander fortbewegen, können in der Erde Spalten entstehen, durch die Lava nach oben gelangt. Doch der Mauna Loa und die anderen Vulkane auf Hawaii befinden sich Tausende Kilometer weit von solchen Zonen entfernt. Wie kommt es also, dass auch hier das Feuer seinen Weg an die Oberfläche findet?

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Laut der hawaiianischen Mythologie ist es die Feuergöttin Pele, die die Vulkane ausbrechen lässt. Nach einem Kampf mit ihrer Schwester, der Göttin des Meeres, soll sich Pele in eine Erdspalte geflüchtet haben. Aus Rache lässt sie nun die Berge ihre heiße Glut speien, so die Legende. Eine wissenschaftliche Erklärung fand man erst in den Sechzigerjahren. Damals stellte der kanadische Geophysiker und Geologe John Tuzo Wilson die Theorie auf, dass sich Hawaii über einem brodelnden Hotspot befindet. Durch einen schmalen Tunnel gelangt demnach Magma, heißes und flüssiges Gestein aus der Tiefe, in höhere Schichten der Erde. Dort weitet sich der Kanal pilzförmig und bildet ein Reservoir. Der Fachbegriff für einen solchen Magmakanal lautet Mantel-Plume.

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Hawaii durch Vulkanausbrüche entstanden

Bei einem Ausbruch schmelzen die Erdschichten über der Magmasäule und die glühende Masse gelangt nach außen – ab diesem Moment wird sie Lava genannt. Während sich die Magmaquelle unter dem hawaiianischen Archipel immer an der gleichen Stelle befand, bewegten sich die obersten Erdschichten im Lauf der Jahrtausende langsam darüber hinweg. Das führte dazu, dass sich bei weiteren Ausbrüchen neue Vulkane an einer anderen Stelle der Oberfläche bildeten. Auf diese Weise soll die Inselkette von Hawaii entstanden sein.

Auch die Ergebnisse seismischer Messungen passen zu der Theorie eines Lavahotspots unter Hawaii. Mit ihnen lassen sich winzige Erschütterungen im Erdinnern erfassen, aus denen sich Informationen zur Magmaströmung ableiten lassen. Zusammen mit der Satellitentechnik, die winzige Höhenveränderungen der Erdoberfläche misst, hilft die Methode, Vulkanausbrüche vorherzusagen. Schon Wochen vor dem derzeitigen Ausbruch wurde auch diesmal auf Hawaii eine Warnstufe ausgerufen, weil Erschütterungen durch Magmaströmungen gemessen worden waren.

Am vergangenen Sonntag hatten die Messstationen auf dem Gipfel des Vulkans eine besonders starke Aktivität im Untergrund angezeigt: „Als wir versuchten zu bestimmen, woher die Erschütterungen kamen, bemerkten wir, dass sie immer dichter und dichter unter der Erdoberfläche auftraten, und das ist ein untrügliches Zeichen, dass die Magma sich aufwärts bewegt“, erklärte Gabi Laske, eine Geophysikerin an der University of California, gegenüber der „New York Times“ (NYT). Nachdem der Ausbruch dann tatsächlich am Sonntag begann, wisse nun niemand wirklich, wie lange er andauern werde, so Laske.

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Mauna-Loa-Ausbrüche weniger explosiv

Auch bei der Vorhersagegenauigkeit gibt es Grenzen. So war vor der Eruption nicht absehbar, wohin genau sich die Lava ergießen würde. Auf der südwestlichen Seite des Mauna Loa gibt es Siedlungen, die dadurch bedroht gewesen wären. Erst als die Lava zu fließen begann, sah man, dass sie sich diesmal in nordöstlicher Richtung bewegte, zu einem Teil der Insel, der unbewohnt ist.

Die Ausbrüche des Mauna Loa fallen weniger heftig aus als die Ausbrüche vieler anderer Vulkane. Denn seine Lava besteht vor allem aus geschmolzenem Basaltgestein, dadurch ist sie flüssiger und bindet weniger explosive Gase. Auch wenn an der Austrittstelle nun – auf Videoaufnahmen gut zu sehen – eine rote Glut sprudelt, fließt der Großteil der Lavamasse einfach den Berg hinunter und wird nicht in die Höhe geschleudert.

Die Bewegungen dünnflüssiger Magma im Erdinneren sind durch seismische Messungen aber auch schwerer zu bestimmen. Bis heute haben Forschende daher kein genaues Bild von den Strömungen unter den hawaiianischen Vulkanen, und der Mauna Loa gibt ihnen immer noch Rätsel auf. So fehlen noch weitere Daten, um die Theorie der Mantel-Plume zu untermauern, an der es immer wieder auch Zweifel gibt. Mit Satellitentechnik lässt sich zudem nur ein Reservoir von Magma relativ nah unter der Erdoberfläche ausmachen. Es sei aber noch nicht klar, ob es ein weiteres Reservoir in tieferen Schichten gibt, sagte Helge Gonnermann, Vulkanologe an der Rice University, gegenüber der „New York Times“.

Ausbruch bietet Chance für Messungen

Nun, da der Mauna Loa ausbricht, ändert sich die Situation: Unter der Erde entsteht so viel Bewegung, dass diese gut messbar wird. Die Geräte können dann Vibrationen in tieferen Gesteinsschichten messen und Forschende können analysieren, aus welchen Mineralien die Lava zusammengesetzt ist. All das macht es möglich, ein besseres Bild von dem zu bekommen, was in der Tiefe vor sich geht.

Der letzte Ausbruch des Mauna Loa ist rund 38 Jahre her: Seine erneute Aktivität ist also für Vulkanforschende eine seltene Chance, mehr über diesen besonderen Vulkan zu erfahren. Zeitpunkt, Ort oder Ausmaß zukünftiger Ausbrüche lassen sich dann in Zukunft vielleicht genauer voraussagen. Mit weiteren Ausbrüchen ist in jedem Fall zu rechnen. Das bestätigte John Orcutt, der als Geophysiker schon selbst an Messungen am Mauna Loa beteiligt war, gegenüber der „NYT“: „Es ist etwas, das seit Tausenden bis Millionen von Jahren passiert und das nicht einfach aufhören wird“, so Orcutt. „Das Magma lässt sich nicht für immer zurückhalten.“