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StartseiteForschung aktuellVielsagendes Gemurmel in der Erdkruste08.12.2003

Vielsagendes Gemurmel in der Erdkruste

Infraschallsignale kündigen bevorstehende Vulkanausbrüche an

<strong> Geologie. - In den frühen 60er Jahren war es ein wichtiges Forschungsgebiet: der Infraschall, also Schall, der zu tief ist, um von unsere Ohren gehört zu werden. Der Grund: Mit ihm ließen sich oberirdische Atombombentests überwachen. Mit dem Verbot dieser Tests geriet die Infraschallforschung ins Abseits, aber nun erlebt sie eine Renaissance. Wieder geben Atomtests den Anstoß. Mit einem hochmodernen, weltumspannenden Netz will man selbst die kleinsten der verbotenen Zündungen entdecken. Aber nicht deshalb gehört die Infraschallforschung auf der Tagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union in San Francisco zu den Highlights. Vielmehr ist es die Breite der Möglichkeiten, die das Netzwerk eröffnet. So konnte mit Hilfe des Infraschalls ausgeschlossen werden, dass die Raumfähre Columbia von einem Meteoriten zerstört worden ist. Auch Vulkanologen erforschen das Potential des Netzwerks systematisch. </strong>

Dagmar Röhrlich

Vulkanausbrüche können bald "vorausgehört" werden. (USGS)
Vulkanausbrüche können bald "vorausgehört" werden. (USGS)
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Der Ozean brandet an die Steilküste. Brecher auf Brecher rollt gegen die Felsen - im hörbaren Bereich. Nur stark beschleunigt ist dagegen Infraschall, der dabei entsteht, überhaupt wahrzunehmen. Infraschall, das ist im Grunde das akustische Äquivalent zum Infrarotlicht, erklärt Michael Hedlin, von der Scripps Institution for Oceanography in La Jolla, Kalifornien:

Infraschall können wir nicht hören, weil die Frequenz der Schallwellen zu gering ist. Viele Phänomene in der Atmosphäre erzeugen Infraschall und wir können die Physik dieser Phänomene damit erforschen. Infraschall hat eine sehr große Reichweite, so dass wir größere Ereignisse rund um die Welt aufzeichnen können. Das sind Ausbrüche von Vulkanen oder Stürme, die weit draußen auf dem Meer toben, die Brandung erzeugt Infraschall und es lässt sich auch feststellen, ob irgendwo über dem Meer ein Meteorit in der Atmosphäre explodiert.

Um das Infraschall-Geschehen rund um die Welt zu verfolgen, werden 60 Stationen errichtet. Etwa die Hälfte existiert bereits, darunter auch eine in Deutschland. Meist bestehen diese Stationen aus mehrere Meter langen Röhren, die als Windschutz dienen. In ihnen sind die Mikro-Barometer aufgebaut, eine Art besonders großes Mikrofon. Auf Hawaii haben Infraschallforscher mit ihnen den Ton auffangen, den das Transportsystem der Lava erzeugt. Hier rauscht gerade - unsichtbar in einem Kanal aus erstarrtem Magma verborgen - dünnflüssige Lava in Richtung Meer. Die Analyse dieses Rauschens erlaubt Rückschlüsse, wie viel Material da gefördert wird und wie die Dynamik in diesem Stroms aussieht. Milton Garces von ISLA, dem Labor für Infraschallforschung in Hawaii

Bei den Vulkanen können wir viel aus den Geräuschen bei den verschiedenen Stadien einer Eruption lernen. Wir erfahren, was gerade in seinem Inneren passiert. Wir können verfolgen, wie sich Aufstiegskanäle öffnen, und wir erfahren auch etwas über den Gasgehalt des Magmas im Vulkan. /

So geschehen am Arenal-Vulkan in Costa Rica.

Es gibt an diesem Vulkan verschiedene Typen von Geräuschen, die sehr harmonisch klingen und deshalb auch harmonischer Tremor genannt werden. Das sind kontinuierliche Vibrationen von Untergrund und Atmosphäre. Es hört sich an, als ob da ein Instrument gespielt würde. Die Modulationen dieses "Instruments" entstehen durch Veränderungen im Gasgehalt des Magmas. Bei seinem Aufstieg sinkt der Druck und deshalb wird das in ihm gefangene Kohlendioxid und der Wasserdampf freigesetzt. Die Frequenzanalyse des Tons gibt uns dann Aufschluss über den Gasgehalt des aufsteigenden Magmas - nur aufgrund der Veränderung im Ton.

Bei einem japanischen Vulkan konnten die Forscher das ganze Spektrum an Veränderungen im Infraschall verfolgen - und zwar von seiner vollkommenen Ruhe bis hin zum Ausbruch. Hat man erst gelernt, diese akustischen Veränderungen zu verstehen, hofft man auf genauere Vorhersagen der Eruptionen - und vor allem auf eine bessere Abschätzung ihrer Gewalt. Also beispielsweise ob das Magma, das da gerade aufsteigt, besonders gas- und wasserreich ist und deshalb zu explodieren droht, wenn der Umgebungsdruck nachlässt. Weil Infraschallwellen rund um die Erde "reisen", soll das Netzwerk auch die Tätigkeit weit entlegener Vulkane überwachen. Zwar gibt es dort meist keine Anwohner, die Schaden nehmen könnten, aber die Aschewolken bedrohen den internationalen Luftverkehr. Nach 30 Jahren Dornröschenschlaf, ist die Infraschallforschung aktiv wie nie zuvor.

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