Welche Geheimnisse kann das erste Magma-Observatorium der Welt 1 Meile im Inneren eines Vulkans entdecken?

Krafla gesehen von Leirhnjúkur in Island. (Hansueli Krapf/Wikimedia Commons/CC 3.0)

Mit seinem großen Kratersee aus türkisfarbenem Wasser, Rauchwolken und schwefelhaltigen Schlamm- und Gasblasen ist der Krafla-Vulkan eines der beeindruckendsten Naturwunder Islands.

Hier, im Nordosten des Landes, bereitet sich ein Team internationaler Forscher darauf vor, zwei Kilometer (1,2 Meilen) in das Herz des Vulkans zu bohren, ein Jules Verne-ähnliches Projekt mit dem Ziel, das weltweit erste unterirdische Magma-Observatorium zu errichten.

An dem 100-Millionen-Dollar-Projekt, das 2014 gestartet wurde und 2024 mit den ersten Bohrungen beginnen soll, sind Wissenschaftler und Ingenieure von 38 Forschungsinstituten und Unternehmen in 11 Ländern beteiligt, darunter den USA, Großbritannien und Frankreich.

Das Team „Krafla Magma Testbed“ (KMT) hofft, in die Magmakammer des Vulkans bohren zu können. Anders als die oberirdisch ausgespuckte Lava bleibt das geschmolzene Gestein unter der Oberfläche ein Rätsel.

Das KMT sei das erste Magma-Observatorium der Welt, sagt Paolo Papale, Vulkanologe am italienischen Nationalinstitut für Geophysik und Vulkanologie INGV, gegenüber AFP.

„Wir haben nie unterirdisches Magma beobachtet, abgesehen von zufälligen Begegnungen beim Bohren“ in Vulkanen auf Hawaii und Kenia sowie am Krafla im Jahr 2009, sagt er.

Wissenschaftler hoffen, dass das Projekt zu Fortschritten in der Grundlagenforschung und der sogenannten „Super-Hot-Rock“-Geothermie führen wird.

Sie hoffen auch, das Wissen über Vulkanvorhersagen und -risiken zu erweitern.

„Zu wissen, wo sich das Magma befindet … ist lebenswichtig“, um auf einen Ausbruch vorbereitet zu sein. „Ohne das sind wir fast blind“, sagt Papale.

Nicht so tief im Inneren

Wie viele wissenschaftliche Durchbrüche ist auch das Magma-Observatorium das Ergebnis einer unerwarteten Entdeckung.

Als Ingenieure 2009 das Geothermiekraftwerk Krafla erweiterten, stieß ein Bohrgerät zufällig in einer Tiefe von 2,1 Kilometern auf eine Tasche mit 900 Grad Celsius heißem Magma.

Rauch stieg aus dem Bohrloch auf und Lava ergoss sich neun Meter hoch in den Brunnen und beschädigte das Bohrmaterial.

Aber es gab keinen Ausbruch und niemand wurde verletzt.

Vulkanologen erkannten, dass sie sich in Reichweite einer Magmatasche befanden, die schätzungsweise etwa 500 Millionen Kubikmeter enthielt.

Die Wissenschaftler waren erstaunt, Magma in so geringer Tiefe zu finden – sie hatten damit gerechnet, vorher bis zu einer Tiefe von 4,5 Kilometern bohren zu können.

Untersuchungen haben später gezeigt, dass das Magma ähnliche Eigenschaften hatte wie bei einem Ausbruch von 1724, was bedeutet, dass es mindestens 300 Jahre alt war.

„Diese Entdeckung hat das Potenzial, einen großen Durchbruch in unserer Fähigkeit zu bedeuten, viele verschiedene Dinge zu verstehen“, von der Entstehung der Kontinente bis hin zur Vulkandynamik und geothermischen Systemen, schwärmt Papale.

Technisch anspruchsvoll

Der Zufallsfund war auch für Landsvirkjun, die nationale Elektrizitätsbehörde, die das Gelände betreibt, vielversprechend.

In der Nähe von flüssigem Magma erreicht das Gestein so extreme Temperaturen, dass die Flüssigkeiten „überkritisch“ sind, ein Zustand zwischen Flüssigkeit und Gas.

Die dort erzeugte Energie ist fünf- bis zehnmal stärker als in einem herkömmlichen Bohrloch.

Während des Vorfalls hatte der an die Oberfläche aufsteigende Dampf eine Temperatur von 450 °C, die höchste jemals gemessene Vulkandampftemperatur.

Zwei überkritische Bohrlöcher würden ausreichen, um die 60-Megawatt-Kapazität der Anlage zu erzeugen, die derzeit von 18 Bohrlöchern versorgt wird.

Landsvirkjun hofft, dass das KMT-Projekt zu „neuen Technologien führen wird, mit denen wir tiefer bohren und diese Energie nutzen können, was uns bisher nicht möglich war“, sagte Vordis Eiriksdottir, Leiter des Geothermiebetriebs und Ressourcenmanagements.

Aber das Bohren in solch einer extremen Umgebung ist technisch anspruchsvoll. Die Materialien müssen der Korrosion durch den superheißen Dampf standhalten.

Und die Möglichkeit, dass die Operation einen Vulkanausbruch auslösen könnte, „ist etwas, worüber man sich natürlich Sorgen machen würde“, sagt John Eichelberger, Geophysiker an der University of Alaska Fairbanks und einer der Gründer des KMT-Projekts.

Aber, sagt er, „das ist, als würde man einen Elefanten mit einer Nadel stechen.“

„Insgesamt haben ein Dutzend Löcher an drei verschiedenen Orten (auf der Welt) Magma getroffen, und es ist nichts Schlimmes passiert.“

© Französische Medienagentur

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