Vor­hersage vul­ka­ni­scher Akti­vität in Deutschland

Mag­ma­tische Akti­vität, ein­schließlich ober­flä­chen­naher Intru­sionen und Vul­ka­nismus, birgt das Potenzial, kri­tische unter­ir­dische Infra­struk­turen zu beeinträchtigen.

Ins­be­sondere zukünftige Unter­grund­in­fra­struk­tur­pro­jekte wie End­lager für hoch­ra­dio­aktive Abfälle müssen in Gebieten mit extrem geringer Wahr­schein­lichkeit einer Beein­träch­tigung durch mag­ma­tische Akti­vität errichtet werden. In Deutschland müssen gemäß dem Stand­ort­aus­wahl­gesetz (StandAG) von 2017 Gebiete, in denen quar­tärer Vul­ka­nismus vor­liegt oder in denen innerhalb der nächsten Million Jahre (Mai) vul­ka­nische Akti­vität zu erwarten ist, vom Stand­ort­aus­wahl­prozess aus­ge­schlossen werden.

Obwohl die Lage von Regionen mit quar­tärem Vul­ka­nismus in Deutschland relativ gut bekannt ist, gestaltet sich die Pro­gnose poten­zi­eller mag­ma­ti­scher Akti­vität in intra­plat­ten­vul­ka­ni­schen Feldern schwierig, da zahl­reiche Pro­zesse und deren Wech­sel­wir­kungen die räum­liche Ver­teilung vul­ka­ni­scher Zentren bestimmen.

Daher wird hier ein semi­quan­ti­ta­tiver, mul­ti­kri­te­ri­eller Ansatz zur regio­nalen Bewertung des rela­tiven Poten­zials zukünf­tiger mag­ma­ti­scher Akti­vität in Deutschland vor­ge­schlagen. Es werden ver­schiedene geo­wis­sen­schaft­liche Indi­ka­toren her­an­ge­zogen, dar­unter seis­mische Anomalien im Erd­mantel, Gra­vi­ta­ti­ons­daten, tek­to­nische Akti­vität, Sutur­zonen, Boden­be­we­gungen, Erd­beben, Man­tel­ent­gasungs­zentren und geo­chro­no­lo­gische Daten vul­ka­ni­scher Gesteine.

Die Indi­ka­toren beschreiben die Abfolge der Pro­zesse von der poten­zi­ellen Schmelz­bildung im Erd­mantel über den Auf­stieg und die Akku­mu­lation der Schmelze in der Litho­sphäre bis hin zum Aus­bruch an der Erd­ober­fläche. Ins­gesamt wurden 15 von 30 vor­ge­schla­genen geo­wis­sen­schaft­lichen Indi­ka­toren aus­ge­wählt und anhand von 20 Para­metern quantifiziert.

Defi­nierte Schwel­len­werte dienen dazu, rele­vante Para­me­ter­ei­gen­schaften räumlich abzu­grenzen und sich auf Gebiete mit höherem Potenzial für zukünftige mag­ma­tische Akti­vität zu kon­zen­trieren. Um Unsi­cher­heiten der Para­meter und ihrer zugrunde lie­genden Pro­zesse zu berück­sich­tigen, die sich in der Regel räumlich stärker unter­ir­disch erstrecken, werden Puf­fer­zonen defi­niert, in denen die Rele­vanz­werte mit zuneh­mender Ent­fernung von der ursprüng­lichen late­ralen Form eines Para­meters abnehmen.

Nor­ma­li­sierte Para­meter werden zu einem Index kom­bi­niert, dessen räum­liche Wer­te­ver­teilung zur Dif­fe­ren­zierung des rela­tiven Poten­zials zukünf­tiger mag­ma­ti­scher Akti­vität (innerhalb der nächsten 1 Mio. Jahre) ver­wendet wird. Die Sen­si­ti­vität der Ergeb­nisse wird durch die Variation der Gewich­tungs­fak­toren für die rele­vanten Para­meter in lan­des­weiten Index­karten verdeutlicht.

Die Profile zeigen dabei die Ver­teilung der resul­tie­renden Index­werte und der jewei­ligen Index­an­teile ver­schie­dener Para­meter. Es werden unter­schied­liche Index­karten für das relative Potenzial zukünf­tiger mag­ma­ti­scher Akti­vität vor­ge­stellt, die für Gefah­ren­ana­lysen genutzt werden können.

Hier gibt es die ganze Studie

Der Artikel erschien zuerst bei anti-matrix.com.