Forschende der TU Bergakademie Freiberg und des KIT haben alte seismische Daten mit modernen bildgebenden Verfahren neu ausgewertet und potenzielle magmatische Bereiche unter der Eifel lokalisiert. Die neuartige seismische Auswertungsmethode, die am Institut für Geophysik und Geoinformatik der TUBAF in den letzten Jahren entwickelt und nun an den Eifel-Daten getestet wurde, kann auch in weiteren Regionen zur Untersuchung vulkanischer Aktivität ebenso wie zum Aufsuchen von Rohstofflagerstätten verwendet werden.
Wer an vulkanische Aktivität denkt, denkt in der Regel nicht sofort an Deutschland. Doch noch vor 11000 Jahren brachen in der Eifel Vulkane aus. Seitdem ruht das Vulkanfeld. Forschende der TU Bergakademie Freiberg und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun die Erdkruste unter der Region mit modernen seismischen Bildgebungsverfahren neu untersucht. Die detaillierten Darstellungen zeigen bisher unbekannte Strukturen, die man im Zusammenhang mit magmatischen Fluiden interpretieren kann und die vermutlich aus dem oberen Erdmantel stammen. Ihre Ergebnisse hat das Forschungsteam in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.
„Unsere Analyse greift auf Daten zurück, die 35 Jahre alt sind. Inzwischen können wir aus den vorhandenen Datensätzen viel detailliertere Bilder von unterirdischen Strukturen extrahieren und auswerten, da sich die Verarbeitung seismischer Reflexionsdaten stark verbessert hat“, sagt der Erstautor der Studie, Dario Eickhoff, der diese im Rahmen seiner Masterarbeit am Institut für Geophysik und Geoinformatik der TU Bergakademie Freiberg angefertigt hat. „So konnten wir bereits erkannte Strukturen in höherer Auflösung darstellen und bisher noch unbekannte Merkmale abbilden“, sagt der Alumnus der TUBAF, der aktuell an der Karlsruher Universität promoviert.
Die in 10 bis 30 Kilometern Tiefe entdeckten Strukturen ähneln Erhebungen oder flachen Schichten aus magmatischem Gestein, die sich zwischen das vorhandene Gestein geschoben haben. Die untersuchten Merkmale deuten darauf hin, dass es sich um Taschen magmatischer Schmelzen, Flüssigkeiten oder überkritische Gase handeln könnte, die aus dem oberen Erdmantel in mehr als 50 Kilometer Tiefe in die Erdkruste aufgestiegen sind. Bei den überkritischen Gasen könne es sich vor allem um magmatisches Kohlendioxid handeln, das in der Eifel häufig vorkomme und in der Tiefe wegen des Auflastdrucks praktisch flüssig sei, so Eickhoff. „Diese potenziellen magmatischen Bereiche könnten in Zukunft zu Lavaausbrüchen in der Region führen, wenn das Magma genug Auftrieb erhält, um an die Oberfläche zu steigen.“ Um die konkrete Gefahr besser abschätzen zu können, halten die Forschenden weitere Untersuchungen mit modernsten geophysikalischen Methoden für erforderlich.
Potenzial der neuen Methode für Rohstoff-Exploration
Die Methode zur Auswertung der alten Daten aus der Eifel wendet das Team an der TU Bergakademie Freiberg unter anderem auch auf weitere schon bestehende geophysikalische Daten an. Das Potenzial solcher alten Daten für aktuelle Fragestellungen sei enorm, sagt Professor Stefan Buske, der die Masterarbeit von Dario Eickhoff betreut hat: „So haben wir beispielsweise Daten aus dem Jahr 1986 aus dem Bereich des Bushveld-Komplex in Südafrika neu bearbeitet und hochauflösende Darstellungen gewonnen, mit denen die Chancen für eine Exploration von mineralischen Rohstoffen in diesem Bereich viel besser abgeschätzt werden können als zuvor.“ Aber auch für das Erzgebirge liefern solche neu aufbereiteten Daten wichtige Erkenntnisse, betont Professor Stefan Buske. In seiner Arbeitsgruppe wurden viele der alten seismischen Datensätze aus dem Erzgebirge inzwischen neu bearbeitet. Die so abgebildeten Strukturen der Erdkruste und des oberen Erdmantels unter dem Erzgebirge sind eine gute Basis für die Forschung zur Entstehung des Erzgebirges und seiner vielen mineralischen Rohstofflagerstätten.