Was ist schuld am bis heute anhaltenden Ausbruch des Schlammvulkans Sidoarjo auf Java? Die direkte benachbarte Gasbohrung oder ein entferntes Erdbeben? Eine Antwort auf diese seit Jahren umstrittenen Frage hat jetzt ein deutsch-schweizerisches Forscherteam: Sie entdeckten eine ungewöhnliche Formation im Untergrund, die wie ein Verstärker wirkt. Sie könnte die Wellen des entfernten Bebens so konzentriert haben, dass sowohl das Schlammreservoir als auch das Bohrloch aufbrachen. Ihrer Ansicht nach ist daher die Gasbohrung nur Zeuge, nicht aber Verursacher der Eruption, wie sie im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten.
Bis zum 29. Mai 2006 schien alles normal an der Erdgas-Testbohrung auf Ostjava, in der Nähe von Sidoarjo. Doch dann kam es zum Blowout: 200 Meter vom Bohrloch entfernt schoss plötzlich eine bis zu 50 Meter hohe, heiße Schlammfontäne aus dem Boden – und hörte nicht mehr auf. Bis heute wirft der neu entstandene Schlammvulkan mehr als zehntausend Kubikmeter Schlamm pro Tag aus, mehrere Quadratkilometer Land sind bereits damit überdeckt. Mehr als 30.000 Menschen mussten ihre Dörfer verlassen und vor dem Schlamm fliehen. Und ein Ende des Schlamm-Auswurfs ist nicht in Sicht, denn bis sich der im Untergrund aufgestaute Druck entladen hat, könnte es noch Jahrzehnte dauern.
Riskante Gasbohrung oder entferntes Erbeben?
Was aber löste diese Eruption aus? Über diese Frage wird bis heute gestritten. Einer Theorie nach ist die Erdgas-Bohrung schuld. Als Indiz dafür gilt ein sogenannter „Kick“, ein plötzlicher Einstrom von Gas und Flüssigkeit in das Bohrloch am Tag vor dem Schlamm-Ausbruch. Dieser Einstrom soll den Druck so stark erhöht haben, dass die Spülflüssigkeit aus dem Bohrloch austrat und zusammen mit Schlamm durch Spalten im Untergrund an die Oberfläche stieg. Eindeutig belegen ließ sich dieser Auslöser bisher jedoch nicht. Es gibt aber noch eine andere Möglichkeit: ein Erdbeben. Dieses ereignete sich 47 Stunden vor Beginn der Schlamm-Eruption nahe der Stadt Yogyakarta, 250 Kilometer vom Schlammvulkan entfernt. Dies aber galt trotz einer Magnitude von 6,3 als viel zu weit weg, um ausreichenden Schaden im Untergrund von Sidoarjo anzurichten.
Stephen Miller von der Universität Bonn und seine Kollegen haben nun erneut den Untergrund von Sidoarjo untersucht und mittels Modellsimulationen überprüft, ob nicht doch das Erdbeben den Schlammvulkan geschaffen haben könnte. Ihre Ausgangsüberlegung dabei: Da das Erdbeben auch die Eruption des aktiven Vulkans Semeru, 300 Kilometer östlich vom Epizentrum, um das Dreifache verstärkte, muss seine Reichweite doch größer gewesen sein als zunächst angenommen.
Deckschicht als Parabol-Antenne
Und noch etwas stellten sie bei der Analyse des Untergrunds fest: Die Deckschicht, die über dem Schlammreservoir liegt, ist unter dem Gebiet des heutigen Schlammvulkans nicht gerade, sondern schüsselförmig gewölbt. „Diese Schicht reflektiert und konzentriert von unten kommende seismische Wellen wie eine Parabol-Antenne“, erklären die Forscher. Könnte diese Formation vielleicht die schwachen Wellen des fernen Bebens so stark verstärkt haben, dass der Schlammvulkan entstand?
Um das zu prüfen, setzten die Wissenschaftler ein Computermodell des Sidoarjo-Untergrunds schwachen seismischen Wellen aus, entsprechend denen des 250 Kilometer entfernten Yogyakarta-Erdbebens. „Die Erdstöße und Nachbeben schickten mehrere Wellenpulse nach Sidoarjo, die die instabile und ohnehin schon unter Druck stehende Schlammschicht mit jedem Puls weiter aufluden“, berichten Miller und seine Kollegen. Die Parabol-Formation der Deckschicht habe die Energie der Wellen weiter konzentriert. Als Folge stieg der Porendruck so weit, dass sich der Schlamm verflüssigte und in die angrenzende Verwerfungszone eindrang. „Das setzte den Kollaps des gesamten instabilen Systems in Gang“, so die Forscher.
Natürliche Ursache, kein menschliches Verschulden
Für dieses Szenario spricht ihrer Ansicht nach, dass das Bohrloch in einer Tiefe von 1.275 Metern brach – genau dort, wo die unterirdische „Parabol-Antenne“ die höchsten Energien konzentriert haben muss. Mehr als 21.000 Liter Bohrschlamm seien dabei ausgetreten und hätten den Druck im Untergrund noch verstärkt. Auch der „Kick“ unmittelbar vor den Ausbruch lasse sich durch diesen verstärkten Energiepuls und die dadurch in der Schlammschicht erzeugten Druckwellen erklären.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Bohrloch ein Zeuge der Geschehnisse war und nicht deren Urheber“, so die Forscher. Der Ausbruch des Schlammvulkans sei damit nicht menschengemacht, sondern eine Naturkatastrophe – und noch dazu eine, die wertvolle Informationen darüber liefere, wie Erdbeben hydrothermale Prozesse, Ausgasungen und Vulkanausbrüche selbst aus der Ferne auslösen können.
(Nature Geoscience, 22.07.2013 – NPO)
