Für Ozeanografen ist der Monowai in der Nähe der Pazifikinsel Tonga ein guter Bekannter: Zwischen 1978 und 2007 haben sie den verborgenen Riesen, der sich 2000 Meter über den Meeresboden erhebt, mehrmals mit Forschungsschiffen besucht. 2011 war es einmal wieder so weit. Diesmal jedoch bereitete der Vulkan den Wissenschaftlern eine Überraschung:
"Wir haben den Monowai mithilfe eines hochauflösenden Echolots zweimal innerhalb von 14 Tagen untersucht. In dieser kurzen Zeit veränderten sich die Wassertiefen enorm: An einigen Stellen nahm sie um rund 20 Meter zu, an anderen um 72 Meter ab. Während der ersten Messung verfärbte sich das Meer gelblich grün, Gasblasen stiegen an die Oberfläche, es roch nach faulen Eiern. Wir setzten unsere Forschungsfahrt fort und erfuhren, dass seismische Stationen auf einer nahen Insel einen Schwarm von Erdbeben maßen: Es war ein untermeerischer Vulkanausbruch."
Die zweite Fahrt über den Monowai zeigte dann, wie stark die Eruption den Meeresboden verändert hatte, erklärt Tony Watts von der Oxford University: An einer Stelle hatte sie Teile des Vulkankegels abgetragen, während sie andernorts vulkanische Schlammströme abgelagert und eine neue Kuppe aus Lava gebildet hatte. Anders als angenommen ist das Geschehen am Tiefseeboden also sehr dynamisch:
"Noch nie zuvor sind innerhalb so kurzer Zeit so starke Tiefen-Veränderungen gemessen worden. Wir hatten Glück, dass wir bei dieser Ausfahrt einen solchen Ausbruch erlebt haben. Aber auch im Vergleich zu dem, was wir von Vulkanen an Land kennen, ist das Geschehen extrem."
Bislang seien nur der Vesuv und Mount St. Helens in einem ähnlichen Tempo gewachsen wie der Monowai. Der Meeresboden habe regelrecht pulsiert, beschreibt Tony Watts:
"Dieses Pulsieren bezieht sich auf das Geschehen im Laufe der Jahre. Danach muss es, statistisch gesehen, jährlich 2,5 Eruptionen geben, die so groß sind wie die, die wir miterlebt hatten, denn 2004 lag die Spitze des Vulkans 130 Meter unter dem Meer, 2007 waren es 50, 2011 um die 100 Meter. Anscheinend ist der Vulkan ruhig und bricht dann kurz und gewaltsam aus: Ruhephasen und Ausbrüche - das verstehen wir unter Pulsieren."
Zwischen den Ausbrüchen muss sich die Magmakammer sehr schnell wieder füllen:
"Der Vulkan liegt ganz in der Nähe der Plattengrenze, an der die Pazifische Platte unter die indoaustralische subduziert wird, also in den Erdmantel zurücksinkt. Und zwar passiert das dort recht schnell. Dabei beginnt die absinkende Platte im Erdmantel aufzuschmelzen, Magma steigt auf und speist untermeerische Vulkane."
Der Monowai war nicht das einzige Ziel der Forschungsfahrt. Die "Sonne" besuchte unter anderem auch einen bereits erloschenen untermeerischen Vulkan, der gerade in sein "geologisches Grab" sinkt: Er wird - zusammen mit der Pazifischen Platte, auf der er sitzt - am Tonga-Graben subduziert.
"Wir sahen auf den Echolotbildern, dass sich in dem erloschenen Vulkan steil stehende Störungen bilden, wenn er in den Tiefseegraben kippt. Er wird regelrecht auseinander geschnitten - wie ein Brot. Je tiefer die einzelnen Scheiben dann im Graben verschwinden, desto mehr zerbrechen sie in kleinere Blöcke."
Diese Beobachtung wird bei der Beantwortung einer der wissenschaftlichen Fragen dieser Ausfahrt wichtig: Wie verändern solche gewaltigen, kilometerhohen Seeberge das Spannungsfeld und damit die Erdbebengefahr an den Subduktionszonen? Nun sieht es so aus, als würden sie bei ihrem Verschwinden regelrecht zerbröseln - und deshalb "lautlos" versinken, ohne große Erdbeben auszulösen. Von einem wachsenden Seeberg wie dem Monowai geht hingegen auf jeden Fall eine Gefahr aus: Bei so starken Veränderungen können die Flanken instabil werden - und bei ihrem Zusammenbrechen Tsunamis auslösen.
"Wir haben den Monowai mithilfe eines hochauflösenden Echolots zweimal innerhalb von 14 Tagen untersucht. In dieser kurzen Zeit veränderten sich die Wassertiefen enorm: An einigen Stellen nahm sie um rund 20 Meter zu, an anderen um 72 Meter ab. Während der ersten Messung verfärbte sich das Meer gelblich grün, Gasblasen stiegen an die Oberfläche, es roch nach faulen Eiern. Wir setzten unsere Forschungsfahrt fort und erfuhren, dass seismische Stationen auf einer nahen Insel einen Schwarm von Erdbeben maßen: Es war ein untermeerischer Vulkanausbruch."
Die zweite Fahrt über den Monowai zeigte dann, wie stark die Eruption den Meeresboden verändert hatte, erklärt Tony Watts von der Oxford University: An einer Stelle hatte sie Teile des Vulkankegels abgetragen, während sie andernorts vulkanische Schlammströme abgelagert und eine neue Kuppe aus Lava gebildet hatte. Anders als angenommen ist das Geschehen am Tiefseeboden also sehr dynamisch:
"Noch nie zuvor sind innerhalb so kurzer Zeit so starke Tiefen-Veränderungen gemessen worden. Wir hatten Glück, dass wir bei dieser Ausfahrt einen solchen Ausbruch erlebt haben. Aber auch im Vergleich zu dem, was wir von Vulkanen an Land kennen, ist das Geschehen extrem."
Bislang seien nur der Vesuv und Mount St. Helens in einem ähnlichen Tempo gewachsen wie der Monowai. Der Meeresboden habe regelrecht pulsiert, beschreibt Tony Watts:
"Dieses Pulsieren bezieht sich auf das Geschehen im Laufe der Jahre. Danach muss es, statistisch gesehen, jährlich 2,5 Eruptionen geben, die so groß sind wie die, die wir miterlebt hatten, denn 2004 lag die Spitze des Vulkans 130 Meter unter dem Meer, 2007 waren es 50, 2011 um die 100 Meter. Anscheinend ist der Vulkan ruhig und bricht dann kurz und gewaltsam aus: Ruhephasen und Ausbrüche - das verstehen wir unter Pulsieren."
Zwischen den Ausbrüchen muss sich die Magmakammer sehr schnell wieder füllen:
"Der Vulkan liegt ganz in der Nähe der Plattengrenze, an der die Pazifische Platte unter die indoaustralische subduziert wird, also in den Erdmantel zurücksinkt. Und zwar passiert das dort recht schnell. Dabei beginnt die absinkende Platte im Erdmantel aufzuschmelzen, Magma steigt auf und speist untermeerische Vulkane."
Der Monowai war nicht das einzige Ziel der Forschungsfahrt. Die "Sonne" besuchte unter anderem auch einen bereits erloschenen untermeerischen Vulkan, der gerade in sein "geologisches Grab" sinkt: Er wird - zusammen mit der Pazifischen Platte, auf der er sitzt - am Tonga-Graben subduziert.
"Wir sahen auf den Echolotbildern, dass sich in dem erloschenen Vulkan steil stehende Störungen bilden, wenn er in den Tiefseegraben kippt. Er wird regelrecht auseinander geschnitten - wie ein Brot. Je tiefer die einzelnen Scheiben dann im Graben verschwinden, desto mehr zerbrechen sie in kleinere Blöcke."
Diese Beobachtung wird bei der Beantwortung einer der wissenschaftlichen Fragen dieser Ausfahrt wichtig: Wie verändern solche gewaltigen, kilometerhohen Seeberge das Spannungsfeld und damit die Erdbebengefahr an den Subduktionszonen? Nun sieht es so aus, als würden sie bei ihrem Verschwinden regelrecht zerbröseln - und deshalb "lautlos" versinken, ohne große Erdbeben auszulösen. Von einem wachsenden Seeberg wie dem Monowai geht hingegen auf jeden Fall eine Gefahr aus: Bei so starken Veränderungen können die Flanken instabil werden - und bei ihrem Zusammenbrechen Tsunamis auslösen.