Rainer Olzem - arge-geologie.de

Marsili - Supervulkan im Mittelmeer

Lage des Vulkans Marsili im Thyrrhenischen Meer

Wenn Sie mit der Fähre um 20:15 Uhr in Napoli in See stechen und nach Palermo auf Sizilien reisen, kommen Sie etwa gegen 1:00 Uhr nachts ganz nah am Vulkan Marsili vorbei. Sie sind möglicherweise nur wenige 100 m vom Gipfel des mächtigen Vulkans entfernt, können ihn aber nicht sehen. Nein, nicht wegen der nächtlichen Dunkelheit, sondern weil er unter Ihnen im Meer liegt.

Marsili ist ein submariner Vulkankomplex im Tyrrhenischen Meer, einem zentralen Teil des Mittelmeeres.

Der Vulkan wurde erst im Jahr 1920 entdeckt und auf den Namen Marsili zu Ehren des italienischen Naturwissenschaftlers Luigi Fernando Marsili (1658 – 1730) benannt.

Luigi Fernando Marsili war ein für seine Zeit typischer naturwissenschaftlicher Universalgelehrter, er beschäftigte sich hauptsächlich mit der Geologie, der Biologie, der Astronomie und der Ozeanografie.

Luigi Fernando Marsili

Geologische Entwicklung des Mittelmeeres

Das Mittelmeer überdeckt eine Fläche von 2,5 Millionen km², hat ein Wasservolumen von 4,3 Millionen km³, seine maximale Tiefe beträgt 5.267 m und seine mittlere Tiefe 1.720 m.

Der Bereich des heutigen Mittelmeeres war schon vor dem Paläozoikum – vor mehr als 540 Millionen Jahren - auf einer Schwächezone des alten Superkontinents Pangäa angelegt. Entlang dieser Zone begann die Spaltung des riesigen Superkontinents in das nördlich gelegene Laurasia und das südliche Gondwana. Im Mittleren Jura vor 170 Millionen Jahren hat sich Laurasia dann endgültig von Gondwana getrennt.

An der Zeitenwende von der Unterkreide zur Oberkreide, vor etwa 100 Millionen Jahren, endete das Auseinanderdriften, also die divergente Drift der beiden Kontinentalblöcke und es setzte eine Umkehr der Bewegung ein. Durch die nun folgende konvergente Kontinentaldrift verkleinerte sich das Urmeer Tethys, Afrika drückte gegen Eurasien und der Vorläufer des Mittelmeeres entstand.

Das Mittelmeer im Dreieck zwischen Europa, Afrika und Asien
Stark vereinfachte Darstellung der tektonischen Situation im Mittelmeerraum ...

Aufgrund seiner Lage in der Kollisionszone der Afrikanischen und der Eurasischen Kontinentalplatte ist der Mittelmeerraum eine geologisch äußerst komplexe Region. Als sich die Afrikanische und die Eurasische Kontinentalplatte immer weiter zusammenschoben – und das tun sie heute noch - entstand vor etwa 50 Millionen Jahren nach und nach das Mittelmeer als Restmeer der Tethys, des Urozeans des Superkontinents Pangäa.

Zunächst war das Mittelmeer außer mit dem Atlantik noch mit dem Vorläufer des heutigen Indischen Ozeans verbunden. Erst vor etwa 20 Millionen Jahren wurde dann die Meeresverbindung zum Indischen Ozean unterbrochen.

... In Wirklichkeit ist die tektonische Situation im Mittelmeerraum aber äußerst komplex

Im Gebiet des heutigen Mittelmeeres gab es im Lauf der Erdgeschichte nicht nur einen Ozean, sondern eine ganze Reihe von Ozeanbecken unterschiedlichen Alters. Von der Tethys spricht man erst in einem späteren Stadium. Die älteren Ozeanbecken sind im Laufe der Zeit durch Subduktion verschwunden, sie wurden unter die Eurasische Kontinentalplatte geschoben.

In seiner heutigen Form ist das Mittelmeer vor rund 5,3 Millionen Jahren entstanden, davor trocknete es mehrere Male aus und füllte sich wieder, was sich in bis zu 3 km mächtigen Salz- und Gipsablagerungen 100 – 200 m unter dem Meeresboden dokumentiert. Diese Ereignisse nennen die Geologen Messinische Salinitätskrise.

Das Tyrrhenische Meer ist ein zentraler Teil des Mittelmeeres

Das Tyrrhenische Meer

Der Vulkan Marsili liegt im Tyrrhenischen Meer, ein zentral gelegener Teil des Mittelmeeres zwischen der Apenninenhalbinsel im Norden und Osten, Sizilien im Süden und Korsika und Sardinien im Westen.

Das Tyrrhenische Meer ist geologisch ein junges Meer, noch während des Miozäns (23 – 5,3 Millionen Jahre) war der gesamte 205.000 km² große Bereich Festland, zu Beginn des Pliozäns vor 5,3 Millionen Jahren dann zunächst ein kleineres Flachmeer.

Der nördliche Teil des Tyrrhenischen Meeres ist relativ flach, der zentrale südliche Teil weist mit durchschnittlich knapp 3.200 m Tiefe – die größte Tiefe beträgt 3.620 m - einen weitgehend ebenen Tiefseeboden auf, der von einem Kranz submariner und subaerischer Vulkane, darunter auch die Vulkane der Äolischen Inseln im Südosten, umgeben ist. Mittendrin liegt als größter Vulkankomplex der Marsili.

Der tyrrhenische Meeresboden wird von 4 tektonischen Hauptbruchsystemen durchsetzt, die in unterschiedlichen Richtungen die ozeanische Kruste brechen. „Der Bereich der Äolischen Inseln ist damit ein exemplarisches Beispiel für die Abhängigkeit des Vulkanismus von der regionalen Tektonik, denn 3 der Hauptbruchsysteme sind hier vertreten und überschneiden sich. Ein großer Teil der Äolischen Inseln und ihrer zugehörigen submarinen Vulkane liegt genau auf diesen Schnittpunkten“ (Pichler, 1981).

Die Vulkane Süditaliens: hellblaue Kegel = submarin, gelbe Kegel = subaerisch
Das Tyrrhenische Becken. ODP = Ocean Drilling Program = Tiefseebohrung mit Nummer

 

Der Vulkan Marsili

Marsili - wie auch die übrigen submarinen und subaerischen Vulkane im Tyrrhenischen Meer - verdankt also seine Entstehung den tiefgründigen Bruchsystemen, die das Tyrrhenische Meer in unterschiedlichen Richtungen kreuzen. Diese Bruchsysteme sind Ergebnis der Plattentektonik, die die Afrikanische Platte nach Norden gegen die Eurasische Platte schiebt. Insbesondere die Schnittpunkte dieser Bruchsysteme ermöglichen dem Magma bevorzugt den Aufstieg aus dem Erdmantel.

Mit rund 3.000 m Höhe vom Grund des Mittelmeeres ist Marsili einer der höchsten europäischen Vulkane und gleichzeitig der höchste submarine Vulkan in Europa. Sein Gipfel reicht vom Meeresgrund in 3.500 m Tiefe bis 450 Meter unter die Wasserlinie des Tyrrhenischen Meeres. Mit 30 km Breite und 70 km Länge erstreckt er sich über eine Fläche von mehr als 2.000 km². Der Vulkan ist etwa 150 km gleichermaßen weit von Kalabrien im Osten und von Sizilien im Süden entfernt.

Seismische Untersuchungen ergaben Hinweise auf eine unter dem Vulkan liegende Magmakammer mit den riesigen Ausmaßen von 2 x 4 km. An den Hängen des Vulkans haben sich zahlreiche sekundäre vulkanische Systeme – Adventiv- oder Flankenvulkane - gebildet.

Nach Aussage der Vulkanologen begannen die Aktivitäten des Marsili vor etwa 200.000 Jahren, also in geologisch sehr junger Zeit. Marsili gilt als aktiver Vulkan.

Britisch oder italienisch: Der Ausbruch des Vulkans Ferdinandea 1831 in der zeitgenössischen Malerei

Aber auch andere submarine Vulkane im Tyrrhenischen Meer sind hin und wieder aktiv:

„Ein anderer Unterwasservulkan namens Ferdinandea, der etwa 40 Kilometer vor Sizilien liegt, könnte sogar Spannungen in die internationale Politik bringen. Sein Gipfel stieg nach einem Ausbruch 1831 über die Meeresoberfläche empor. Britische Truppen hissten während ihres Kampfs um das Königreich Sizilien darauf ihre Flagge und beanspruchten das neue Eiland für sich, sehr zum Ärger der Italiener. Der Streit erübrigte sich nach einem halben Jahr, als Ferdinandea wieder versank.

Doch bis heute hat keine Seite auf das versunkene Territorium verzichtet. Vor gut einem Jahrzehnt brachten italienische Taucher auf der Spitze der Insel in sechs Meter Tiefe eine Steintafel an, um sie für Sizilien zu reklamieren, sobald sie wieder auftaucht“ (Focus online).

Sonar-Aufnahme der Meeresgrundtopografie: Der Vulkan Marsili in 3.500 m Tiefe im Tyrrhenischen Meer
Bathymetrische Karte des Vulkans (reinep.wordpress.com)
Hydrothermale Ausfällungen auf dem Meeresgrund im Umfeld des Vulkans (geomar)

 

Katastrophale Folgen eines möglichen Ausbruchs oder Einsturzes

Die Geologen vermuten, dass die steilen Flanken des Marsili-Vulkans einsturzgefährdet sind. Ein solcher Kollaps hätte vermutlich eine größere Wirkung als ein möglicher Ausbruch des Vulkans.

„Im Tyrrhenischen Meer gibt es einen großen Unterwasser-Vulkan namens Marsili, dessen Wände instabil sind. Für die Südküste Italiens besteht deshalb erhöhte Tsunami-Gefahr“, zitierte die Zeitung Corriere della Sera den Präsidenten des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie, Enzo Boschi.

Ein Bruch der Vulkanwände würde den schnellen Einsturz einer großen Menge Materials verursachen. Dadurch würde eine Flutwelle ausgelöst, die die Küsten von Kampanien, Kalabrien und Sizilien erreichen könnte. Das könnte schon morgen passieren, sagte Boschi. Genaue Vorhersagen seien nicht möglich.

Außerdem würde die große Magma-Menge in der Magmakammer des Vulkans zusammen mit dessen instabiler Struktur darauf hindeuten, dass der Vulkan aktiv ist und jederzeit ausbrechen könnte, ergänzt Boschi.

Marsili ist ein verborgenes Ungeheuer, dessen wirkliches Gesicht sich nur dank Bathymetrie offenbart.

Ankunftszeiten eines möglichen Tsunamis (meteoweb.eu)...
... und Zonen erhöhten Risikos (serviziometeonationale.it)
Die Tiefseestation wird zu Wasser gelassen

Geostar: Die Überwachung des Vulkans

Marsili wird über die Tiefseestation Geostar (Geophysical and Oceanographic Station for Abyssal Research) rund um die Uhr überwacht. Geostar ist ein vollautomatisches geophysikalisches Observatorium.

Seismographen registrieren die kleinste Erschütterung im Umfeld des Vulkans. Zusätzlich ist die Station mit Magnetometern und Gravimetern ausgerüstet, womit Änderungen im Schwerefeld und Magnetfeld unter dem Vulkan gemessen werden. Denn Aufschmelzvorgänge der Gesteine im Untergrund – als mögliche Vorboten einer Eruption - können zu Änderungen des Magnetfeldes und zu Abweichungen im Gravitationsfeld führen.

Das Forschungsschiff MS Urania bringt ...
... die Funkboje zu ihrem Einsatzort

Die Auswertung der so erhobenen Daten kann im Falle eines Ausbruchs zu einer wesentlich längeren Vorwarnzeit für die Bevölkerung der betroffenen Küstenregionen führen.

Geostar als Vorwarnstation in der Tiefsee macht nur dann Sinn, wenn die Messdaten laufend erfasst und umgehend an die Bodenstationen übermittelt werden können. Da aber eine Funkverbindung aus einer Wassertiefe von mehr 3 km praktisch nicht möglich ist, kommuniziert die Station über akustische Signale mit einer schwimmenden Relaisstation, hier einer fest verankerten Funkboje, die die Schlüsselsignale übersetzt und über Satelliten an Landstationen in Palermo und Rom weitergibt.

Bathymetrische Karte mit der Lage der Tiefseestation Geostar und der Funkboje

Die Hauptmenge der Messdaten wird aber über einen äußerst raffinierten Weg übermittelt: Geostar ist mit externen Datenspeichern bestückt – verpackt in Titankapseln, die dem hohen Druck in der Tiefsee von 300 bar standhalten. Wenn ein Datenspeicher voll ist, wird die Kapsel abgesprengt, taucht auf und schwimmt an der Oberfläche. Dort meldet sich der Datenträger über Satellit zu Wort und kann so lokalisiert werden. Bei Routinefahrten können Forschungs- oder Küstenwachschiffe dann diese Pop-ups einsammeln.

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