Mit Technik in die Tiefe: Bisher präziseste Daten aus Yellowstones Boden

650 Sensoren, gezielte Vibrationen und ein Vulkan im Fokus: Mit einer Technik aus der Öl- und Gasforschung wurde der Yellowstone-Untergrund systematisch durchleuchtet - mit spannenden Erkenntnissen über Aufbau und Zustand der Magmakammer.

Yellowstone enthüllt: Wie steht es um den Supervulkan?

Yellowstone fasziniert seit jeher durch seine geothermischen Extreme - von heißen Quellen über Geysire bis hin zur gewaltigen vulkanischen Vergangenheit. Dank gezielter seismischer Messungen liegt nun ein so klares Bild des unterirdischen Magmasystems vor wie noch nie zuvor.

Um präzise in den Untergrund des Yellowstone-Nationalparks zu blicken, wurde der Boden gezielt zum Vibrieren gebracht - mithilfe eines Vibroseis-LKWs, wie er sonst in der Erdöl- und Gaserkundung genutzt wird. Statt auf natürliche Erdbeben zu warten, erzeugte das Team hunderte kleine künstliche Erschütterungen und maß deren Rücklauf mit einem engmaschigen Netz aus 650 mobilen Bodenmikrofonen, sogenannten Geophonen.

Dieser Fortschritt ermöglicht es uns, auf wirklich noch nie dagewesene Weise in Vulkane hineinzusehen.

Die künstlich erzeugten Wellen durchdrangen verschiedene Gesteinsschichten und verhielten sich abhängig vom Material unterschiedlich: sogenannte P-Wellen laufen schneller und durchdringen feste Gesteine, während S-Wellen langsamer sind und an flüssigen oder gasförmigen Zonen gestoppt oder abgelenkt werden. Durch die präzise Analyse dieser Wellenarten konnte die Obergrenze der Magmakammer auf eine Tiefe von exakt 3.800 Metern bestimmt werden.
Vibroseis-LKW ... ... und hunderte Geophone Laut der im Fachmagazin Nature veröffentlichten Studie besteht der oberste Bereich der Kammer zu 86 Prozent aus festem Gestein. Die restlichen 14 Prozent sind Hohlräume, die etwa zur Hälfte mit geschmolzenem Gestein und zur Hälfte mit flüchtigen Gasen und Flüssigkeiten wie Wasser oder Kohlendioxid gefüllt sind. "Wenn Gase eingeschlossen bleiben, können sie bei plötzlicher Druckentlastung sehr explosiv werden", sagt Jamie Farrell, leitender Seismologe der Messkampagne und Geophysiker an der University of Utah. University of Utah, 2022

Ruhiger Riese

Die Studie entstand in Zusammenarbeit mit der University of New Mexico und dem Yellowstone Volcano Observatory, das von der U.S. Geological Survey betrieben wird. Die neuen Daten liefern nicht nur ein klareres Bild der Struktur unter dem Yellowstone-Caldera, sondern helfen auch bei der Einschätzung vulkanischer Risiken. Laut Farrell entweichen die meisten Gase bereits über heiße Quellen und Schlammtöpfe an die Oberfläche - ein Hinweis darauf, dass aktuell keine gefährliche Aufladung im Inneren stattfindet.


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