Island: Frühwarnsystem für eiskalte Eruptionen

Die Gletschervulkane Islands sind eine Gefahr für die Bewohner der Insel. Wie zuletzt der Ausbruch des Eyjafjallajökull gezeigt hat, können sie aber auch für den europäischen Flugverkehr zum Risiko werden. Forscher entwickeln deshalb jetzt ein neues satellitengestütztes Alarmsystem, das künftig einfach und sicher vor Vulkanausbrüchen warnen soll.

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Bereits im März und April 2010 haben die Wissenschaftler in einer internationalen Zusammenarbeit Vulkanausbrüche auf Island und ihre Auswirkungen mithilfe des deutschen Satelliten TerraSAR-X nahezu in Echtzeit überwacht.

„Wir konnten die Ausbrüche Fimmvörduháls und am Eyjafjallajökull in einer sehr engmaschigen Zeitserie verfolgen und erstmals auch einen Gletscherlauf im Detail erfassen“, berichtet Ulrich Münzer von der Universität München (LMU). „Möglicherweise können in Zukunft Vulkanausbrüche unter Gletschern und andere Naturereignisse fast lückenlos überwacht werden. Ab nächstem Jahr soll auch der Schwestersatellit TanDEM-X Daten liefern und so mit dem TerraSAR-X ein globales Oberflächenmodell der Erde mit bislang unerreichter Genauigkeit ermöglichen.“

Feuer und Eis

Island ist den Forschern zufolge ein geologischer Hotspot mit beeindruckender Bilanz: Seit der letzten Eiszeit sind auf der Insel etwa 200 Vulkane ausgebrochen und haben dabei bis zu 500 Kubikkilometer Magma, also flüssiges Gestein aus dem Erdinneren, zutage gefördert. Seit der Besiedlung Islands vor mehr als 1.100 Jahren sind noch immerhin rund 30 Vulkansysteme aktiv.

Feuer bestimmt die Geologie der Insel aber nicht allein: Zu rund zehn Prozent liegt Island unter Eis. „Unter den Gletschern gibt es gewaltige subglaziale Vulkanausbrüche, die durch seismische Aktivitäten ausgelöst werden“, berichtet Münzer, der am Department für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU forscht. „Die Eruptionen schmelzen große Teile des Eises ab, was zu verheerenden Gletscherläufen führen kann.“

Überwachung fast in Echtzeit

Bislang konnten subglaziale und frei an der Erdoberfläche ablaufende Ausbrüche nicht zuverlässig und vor allem nicht frühzeitig vorhergesagt werden. Seit 2008 liefert der Radarsatellit TerraSAR-X aber aus mehr als 500 Kilometern Höhe hochauflösende Daten bis zu einer Bodenauflösung von einem Meter. „Der Satellit hat eine Wiederholungsrate von elf Tagen, um die gleiche Orbitposition zu bekommen“, berichtet Münzer. „Weil Island soweit nördlich liegt, können die Untersuchungsgebiete auf der Insel fast täglich zweimal aufgenommen werden. Die Satellitendaten stehen uns Forschern dann wenige Stunden nach der Aufnahme zur Verfügung.“

Damit ist erstmals eine satellitengestützte Überwachung fast in Echtzeit möglich. Dies wiederum erlaubt auch eine Frühwarnung vor Eruptionen, weil Veränderungen am Vulkan lückenlos verfolgt und untersucht werden können. Das Team, dem neben Münzer auch isländische Wissenschaftler sowie Glaziologen der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und des DLR angehören, konnte sogar bereits einen Gletscherlauf im Detail erfassen. Dabei lässt ein Vulkanausbruch gigantische Mengen Eis abschmelzen, die in kurzer Zeit ablaufen und ganze Landstriche verwüsten können – was eine Frühwarnung essenziell macht.

Formationsflug mit TanDEM-X

Wie einige andere isländische Zentralvulkane liegt auch der 80 Quadratkilometer große Eyjafjallajökull unter Eisschichten, die nach Angaben der Forscher bis zu 200 Meter dick sind. Noch mächtiger aber ist der benachbarte Myrdalsjökull unter 600 Quadratkilometern Eisfläche mit dem Vulkan Katla, der kontinuierlich durch TerraSAR-X überwacht wird, weil ein Ausbruch seit Längerem erwartet wird.

Ab 2011 soll TerraSAR-X in engem Formationsflug mit dem Schwestersatelliten TanDEM-X den Planeten vermessen. „Innerhalb von knapp drei Jahren soll die gesamte Landfläche der Erde aufgenommen werden“, sagt Münzer. „Das wird uns neue aktuelle digitale Oberflächenmodelle von bislang unerreichter Genauigkeit liefern“.

(idw – Universität München, 22.10.2010 – DLO)