Eine unter den Phlegräischen Feldern entdeckte verborgene Höhle wirft neues Licht auf die Dynamik von Magmaströmen.

Diese Resonanz hält seit 2018 an, als ein internationales Team unter Leitung der Universität Pisa in 3,6 Kilometer Tiefe und relativ nahe der Oberfläche einen Hohlraum unter den Phlegräischen Feldern entdeckte. Die in Nature Communications Earth and Environment veröffentlichte Forschungsarbeit, die aus einer Zusammenarbeit mit dem Nationalen Institut für Geophysik und Vulkanologie (INGV) und dem GFZ Helmholtz-Zentrum für Geowissenschaften in Potsdam hervorgegangen ist, eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis der Entwicklung des Vulkansystems und eine bessere Einschätzung der damit verbundenen Risiken. Der erstmals identifizierte Hohlraum verbindet das für die Bodenhebung verantwortliche Tiefenreservoir mit den oberflächlichen Fumarolen von Solfatara und Pisciarelli. Er ist etwa einen Kilometer lang, etwa 650 Meter breit, hat eine durchschnittliche Dicke von 35 Zentimetern und ein Gesamtvolumen von rund 220.000 Kubikmetern. Analysen haben seinen genauen Inhalt noch nicht enthüllt; möglicherweise handelt es sich um Hochdruckgase oder magmatische Fluide. „Wir haben den Hohlraum durch die Analyse von seismischen Signalen mit sehr langer Periode (VLP) identifiziert“, erklärt Giacomo Rapagnani, Doktorand an der Universität Pisa und Hauptautor der Studie. „Diese Struktur schwingt seit mindestens sieben Jahren mit derselben Frequenz (0,114 Hz), ein Zeichen dafür, dass ihre Größe und Zusammensetzung im Laufe der Zeit stabil geblieben sind. Dies ist ein wertvoller Hinweis, um zu verstehen, wie sich Flüssigkeitsströme im Untergrund entwickeln und Anzeichen struktureller Veränderungen zu erkennen, die auf ein erhöhtes Vulkanrisiko hindeuten könnten.“

„Wir haben über hundert Erdbeben von 2018 bis heute analysiert“, fügt er hinzu, „und es stellte sich heraus, dass zeitgleich mit den stärksten Erdbeben eine niederfrequente ‚Resonanz‘ aktiviert wurde, die die Existenz des Bruchs verriet. Dieses Verhalten ähnelt dem bei anderen aktiven Vulkanen, wurde aber in den Phlegräischen Feldern noch nie zuvor dokumentiert.“ Für Francesco Grigoli, Co-Autor des Artikels und Professor für Geophysik an der Universität Pisa, verdeutlicht die Studie, „wie wichtig die Entwicklung und Anwendung ausgefeilter Techniken zur Analyse seismologischer Daten für das vollständige Verständnis komplexer geophysikalischer Prozesse wie Erdbeben und Vulkanausbrüche sind.“ Autoren der Studie sind neben Rapagnani und Grigoli Simone Cesca, Gilberto Saccorotti, Gesa Petersen, Torsten Dahm und Francesca Bianco.