Das jüngste Wiedererwachen des größten Geysirs der Welt ist kein Vorbote eines bevorstehenden Vulkanausbruchs, so eine neue Studie. Und es ist auch nicht wahrscheinlich, dass es sich um eine gefährliche hydrothermale Explosion handelt, die auftreten kann, wenn sich überhitztes Wasser in Dampf verwandelt und gewaltsam aus dem einschließenden Gestein herausbricht, berichten die Forscher in den Proceedings of the National Academy of Sciences vom 12. Januar.
Der Grund für den plötzlichen Neustart des Steamboat Geysirs im Yellowstone National Park in Wyoming bleibt ein Rätsel, sagen die Wissenschaftler. Aber die Studie, die eine Fülle von seismischen, ökologischen und anderen Daten aus der Yellowstone-Region untersucht, hilft den Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie Steamboat und andere Geysire ticken.
Nach mehr als drei Jahren der Ruhe schoss Steamboat am 15. März 2018 plötzlich einen gewaltigen Strom heißen Wassers in den Himmel. Dieses Ereignis leitete eine neue aktive Phase für den Geysir ein, der zu den berühmtesten Merkmalen des Yellowstone gehört – und brachte einige Parkbeobachter dazu, sich zu fragen, ob der plötzliche Ausbruch eine Warnung vor noch größeren Gefahren ist.
Wenn es um potenzielle Bedrohungen im Yellowstone geht, bekommt der Supervulkan selbst die meiste Aufmerksamkeit (SN: 1/2/18). Aber sein tiefes Magmareservoir erhitzt auch das Grundwasser, das unterirdisch zirkuliert oder sich an der Oberfläche sammelt – und dieses kochende Wasser stellt eine weitaus unmittelbarere Gefahr für die Parkbesucher dar. „Die größte Gefahr im Yellowstone ist wahrscheinlich, dass Menschen vom Weg abkommen und in das kochende Wasser fallen. Aber es besteht immer das Risiko hydrothermaler Explosionen“, sagt Michael Manga, Geologe an der Universität von Kalifornien, Berkeley.
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Solche Explosionen sind wenig bekannt und daher schwer vorherzusehen. Aber sie können tödlich sein: Im Dezember 2019 zum Beispiel tötete eine plötzliche hydrothermale Explosion bei Whakaari, oder White Island, in Neuseeland 22 Menschen.
Nach dem Wiedererwachen von Steamboat hielten es die Wissenschaftler also für „absolut vernünftig, die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, dass vielleicht noch heftigere Aktivitäten kommen könnten“, sagt Manga. Um diese potenzielle Gefahr einzuschätzen, sammelten er und seine Kollegen eine Vielzahl von Daten von Steamboat – der zwischen März 2018 und Juli 2020 weitere 109 Mal ausbrach – sowie von anderen Geysiren in der Region und der Umgebung.
Zu diesen Daten gehörten seismische Aufzeichnungen, die bis ins Jahr 2003 zurückreichen, GPS-ermittelte Veränderungen in der Form des Bodens, die mit dem sich bewegenden Magma in Verbindung stehen könnten, Veränderungen der Temperatur im Untergrund sowie der Wärmeabgabe an die Luft über dem Geysirbecken und Veränderungen des Volumens und der Chemie des aus Steamboat ausbrechenden Wassers.
Die Daten ergaben, dass kurz vor der Reaktivierung von Steamboat im Jahr 2018 die seismische Aktivität in der Region leicht erhöht war, das Land leicht anstieg und die Wärme, die vom Geysirbecken an die Atmosphäre abgegeben wurde, zunahm – all dies könnte auf eine Art magmatische Bewegung hinweisen. Aber kein anderer ruhender Geysir in der Region erwachte, und die Temperaturen im Untergrund änderten sich nicht. Das Team fand auch keine anderen Korrelationen zwischen nachfolgenden Steamboat-Ausbrüchen und seismischer Aktivität, Landverformung oder thermischen Emissionen.
Steamboat schien auch einen saisonalen Eruptionszyklus aufzuweisen und brach häufiger im Sommer als im Winter aus. Dieses Muster deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Eruptionshäufigkeit und einem Anstieg des Flusses aufgrund der Schneeschmelze hin, so die Studie.
Aber der letztendliche Auslöser für das Wiedererwachen von Steamboat ist noch unbekannt, sagt der Geophysiker Michael Poland vom U.S. Geological Survey, der auch leitender Wissenschaftler am Yellowstone Volcano Observatory in Vancouver, Washington, ist. Die Autoren haben wirklich gute Arbeit geleistet, indem sie alle möglichen Variablen in Betracht gezogen und ausgeschlossen haben“, sagt Poland. „Und auch wenn die Antwort lautet, dass wir keinen Grund dafür sehen, warum Steamboat aktiv wurde, ist das dennoch eine wertvolle Information.“
Die Studie gibt auch einen Einblick in diese mysteriösen und manchmal tödlichen Heißwasserfontänen. „Die meisten Geysire verhalten sich nicht auf eine vorhersehbare Weise“, sagt Poland. „Old Faithful ist sehr ungewöhnlich“, denn er bricht in einem regelmäßigen Rhythmus aus. Eine der grundlegendsten Fragen zu Geysiren ist, warum sie in bestimmten Höhen ausbrechen, fügt er hinzu – und warum zum Beispiel Steamboat Wasser über 100 Meter in die Luft schießen kann, während die Fontäne von Old Faithful vielleicht ein Drittel so hoch ist.
Die neue Studie gibt eine mögliche Antwort, indem sie feststellt, dass das Reservoir an heißem Wasser, das Steamboat speist, viel tiefer liegt als bei anderen Geysiren. Wasser, das tiefer unter der Erde gespeichert ist, steht unter höherem Druck und kann auch höhere Temperaturen erreichen – und diese zusätzliche Energie kann diese höheren Eruptionen antreiben (SN: 21.3.16).