Einer der riskantesten Vulkane Kaliforniens unterliegt seit Jahrzehnten geologischen Veränderungen und seismischen Aktivitäten, die manchmal ein Vorbote eines Ausbruchs sind, aber – zum Glück – sind keine Supervulkanausbrüche zu erwarten.
Das sagen Caltech-Forscher, die die Long Valley Caldera untersucht haben, zu der auch das Mammoth Lakes-Gebiet im Mono County gehört. Die Caldera wurde 2018 vom US Geological Survey als einer von drei Vulkanen im Bundesstaat – zusammen mit 15 anderen in den USA – als „sehr hohe Bedrohung“ eingestuft, der von der Behörde definierten Kategorie mit dem höchsten Risiko.
Die beiden anderen Vulkane in Kalifornien mit dieser Klassifizierung sind Mt. Shasta im Siskiyou County und das Lassen Volcanic Center, zu dem auch der Lassen Peak im Shasta County gehört. Bei der Bedrohungsbewertung handelt es sich nicht um eine Liste der Vulkane, bei denen ein Ausbruch am wahrscheinlichsten ist, noch um eine Rangfolge derjenigen, die am aktivsten sind; Vielmehr wird es als eine Kombination aus der potenziellen Bedrohung eines Vulkans und der Anzahl der ihm ausgesetzten Menschen und Besitztümer definiert.
Die Ergebnisse der Wissenschaftler wurden letzte Woche in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Die Long Valley Caldera ist eine ausgedehnte Landsenke östlich der Sierra Nevada. Es liegt etwa 40 Meilen östlich des Yosemite Valley, 200 Meilen östlich von San Francisco und 250 Meilen nördlich der Innenstadt von Los Angeles. Eine Caldera entsteht, wenn Magma aus der Erde ausbricht oder auf andere Weise aus der Erde entnommen wird.
Die Long Valley Caldera entstand durch eine Supereruption vor etwa 760.000 Jahren, die 140 Kubikmeilen Magma sprengte und einen Großteil Ostzentralkaliforniens mit heißer Asche bedeckte, die bis ins heutige Nebraska geblasen wurde.
Wissenschaftler haben die Long Valley Caldera schon lange untersucht, wo seit vier Jahrzehnten eine deutliche Zunahme von Erdbeben und Bodenschwankungen zu verzeichnen ist. Bemerkenswert ist, dass es im Mai 1980 in der Gegend von Long Valley vier Erdbeben der Stärke 6 gab.
Im Allgemeinen werden vor Ausbrüchen häufig Veränderungen der Bodenform und der Erdbebenaktivität beobachtet – diese Dinge bedeuten jedoch nicht unbedingt, dass es bald zu einem Ausbruch kommt.
Forscher gehen seit langem davon aus, dass das Risiko eines Supervulkanausbruchs in der Long Valley Caldera zu unseren Lebzeiten äußerst gering ist, da sich das Magma unter dem Gebiet insgesamt deutlich abkühlt und sich im Wesentlichen weiter beruhigt.
Dennoch stellten die jüngsten geologischen Phänomene die Wissenschaftler vor eine wichtige Frage: Was bedeuten die erhöhte seismische Aktivität und die Verformung des Bodens? Ist es ein Vorbote von etwas Besorgniserregendem?
Grundsätzlich suchten Wissenschaftler nach Antworten auf zwei Fragen, sagte Emily Montgomery-Brown, eine Geophysikerin der USGS-Forschung, die nicht an der Caltech-Studie beteiligt war. Gab es in den verbundenen Abschnitten des unterirdischen Reservoirs genug Magma, um sich zu vereinen und auszubrechen? Oder gab es eine beruhigendere Erklärung für die Erdbeben und Bodenbewegungen, nämlich dass, während das abkühlende Magma kristallisierte und sich verfestigte, nun andere Nicht-Magma-Flüssigkeiten an die Oberfläche kamen und Beben auslösten?
Die Caltech-Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die letztere Erklärung die Antwort zu sein scheint. Das basiert auf hochauflösenden Untergrundbildern, die mithilfe mehrerer Dutzend Seismometer, Erdbebenmessungen und einem maschinellen Lernalgorithmus nachgebildet wurden, so die Universität.
„Wir glauben nicht, dass sich die Region auf einen weiteren Supervulkanausbruch vorbereitet, aber der Abkühlungsprozess könnte genug Gas und Flüssigkeit freisetzen, um Erdbeben und kleine Ausbrüche zu verursachen“, sagte Zhongwen Zhan, Caltech-Professor für Geophysik und Mitautor der Studie in einer Stellungnahme.
Es gibt einige Wissenschaftler, die vermuten, dass die Long Valley Caldera ein sterbender Vulkan ist – im Wesentlichen tot – und dass die erhöhte seismische Aktivität, wenn sie auftritt, von Flüssigkeiten erzeugt wird, die kein Magma sind, aber immer noch heiß sind und sich als Magma an die Oberfläche bewegen Magma kühlt ab und verfestigt sich. Andere behaupten jedoch, die Long Valley Caldera sei aktiv.
Montgomery-Brown, ein Experte für die Long Valley Caldera, der jetzt am Cascades Volcano Observatory des USGS arbeitet, sagte, die jüngste Episode erhöhter Erdbebenaktivität in der Region habe im Jahr 2011 begonnen und sei mit einer Bodenverformung einhergegangen, bei der das Land zu verformen begann erheben. Diese Aktivität hat nachgelassen und seit 2020 herrscht wieder eine ruhige Phase.
Aber ein magmatischer Ausbruch sei immer noch zu erwägen, sagte sie. Während die Long Valley Caldera selbst alt ist und ihr Magma abkühlt und kristallisiert, „gibt es extrem junge Lavaströme“ entlang der nahegelegenen Mono-Inyo-Kraterkette.
„Und selbst wenn das Magmareservoir im Long Valley sterbend ist, gibt es in der Gegend noch andere Magmataschen“, sagte Montgomery-Brown.
Und es ist wichtig zu verstehen, dass das Gebiet immer noch eine erhebliche Bedrohung darstellt und weiterhin für starke Erdbebenschwärme geeignet ist.
Auch die anderen Vulkane Kaliforniens bergen Risiken. Und Ausbrüche könnten nachhaltige Auswirkungen haben, die sich auf den gesamten Staat auswirken.
Vulkanasche ist im nassen Zustand leitfähig und könnte Hochspannungsleitungen stören, die Millionen kalifornischer Haushalte mit Strom versorgen. Es könnte die Fahrt auf der Interstate 5, der Hauptstrecke zwischen Kalifornien und Oregon, beeinträchtigen, Windschutzscheiben verdecken und Straßen rutschig oder sogar unpassierbar machen.
Asche könnte Hunderte von täglichen Flügen in Nordkalifornien oder im Mammoth Mountain-Gebiet stören oder Flugzeuge zum Absturz bringen. Und es könnte die Wasserversorgung eines Großteils des Staates verunreinigen (Kaliforniens größte Stauseen liegen in der Nähe der Vulkane Shasta und Lassen).
Mt. Shasta, Kaliforniens größter Vulkan, erlebte in prähistorischen Zeiten viele Ausbrüche, blieb aber in der Neuzeit ruhig. Und wie die Long Valley Caldera zeigt auch das Magma unter dem Lassen Volcanic Center deutliche Anzeichen einer Abkühlung und Kontraktion, sagte Montgomery-Brown.
Der letzte große zerstörerische Vulkanausbruch in Kalifornien ereignete sich vor mehr als einem Jahrhundert. Der Lassen Peak erlebte zwischen 1914 und 1917 eine Reihe von Ausbrüchen. Eine explosive Eruption im Jahr 1915 vernichtete einen Wald und erzeugte eine gigantische, 30.000 Fuß hohe Pilzwolke, die bis nach Eureka und Sacramento zu sehen war und Vulkanasche 280 Meilen weit in die Luft schleuderte Elko, Nevada