Tiefe seismische Erkundung des marinen Sektors der Campi Flegrei Caldera zur Unterstützung einer amphibischen ICDP/IODP Bohrinitiative

• Antragsteller: Professor Dr. Volkhard Spieß
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279754638

Der Campi Flegrei Volcanic District gehört zu den aktivsten vulkanischen Systemen weltweit. Die ausgeprägteste vulkanische Struktur ist die teilweise submarine, quasi-zirkuläre Campi Flegrei Caldera. Bis heute wurde kein Konsens darüber erreicht, ob die Caldera ausschließlich im Zuge der Neapolitan Yellow Tuff (NYT) Eruption vor 15 ka enstanden ist, oder ob es sich um ein nested-caldera system handelt, enstanden im Zuge von zwei Eruptionen der NYT und der Campanian Ignimbrite Eruption vor 39 ka.Der letzte Ausbruch fand nach 3500 Jahren Ruhepause im Jahre 1538 am Monte Nuovo statt. Während der letzten Dekaden zeigte die Campi Flegrei Caldera kurze Phasen der Unruhe mit beträchtlichen Bodendeformationen von mehreren Metern vertikal, Seismizität und erhöhten Temperaturen an den Fumarolen. Außerdem wird im zentralen Teil der Caldera eine Langzeitdeformation mit Hebungsraten von mehreren zehn Metern beobachtet. Sowohl die langzeitliche Hebungsphase als auch die kurzfristigen Episoden könnten als Anzeichen für eine zukünftige Eruption interpretiert werden, von der heutzutage bis zu 1,5 Millionen Menschen betroffen sein könnten.Um solche Unruhemechanismen besser verstehen und die Gefahren für einen zukünftigen Ausbruch abschätzen zu können, wurde die Campi Flegrei Caldera für einen amphibischen Bohransatz in den ICDP und IODP Programmen vorgeschlagen. Im Rahmen einer teilweise DFG finanzierten, deutsch-italienischen Expedition im Jahre 2008 wurden hochauflösende mehrkanalseismische Daten gesammelt, um beide Bohrvorhaben zu unterstützen. Diese Daten liefern einen Einblick in die Evolution der Campi Flegrei Caldera seit der NYT Eruption und wurden im Rahmen eines noch andauernden Projekts des ICDP Schwerpunktprogramms der DFG interpretiert. Ungeachtet der hervorragenden Datenqualität in den oberen 300 m ist die Eindringung des Signals dieser Daten nicht ausreichend, um die benötigten Tiefen (bis zu ~2 km) der ICDP/IODP Bohrprogramme zu erreichen.Ein weiterer seismischer Survey ist daher im Rahmen dieses Projektantrags geplant. Diesmal soll ein niederfrequentes seismisches System eingesetzt werden um eine hohe Signaleindringung bis in die Zieltiefen der ICDP/IODP Bohrungen erzielen. Auf dieser Datenbasis ist eine Korrelation der kürzlich an Land abgeschlossenen ICDP Vorbohrung und der geplanten IODP Bohrstellen im Golf von Pozzuoli und der Bucht von Neapel geplant, um ein großräumiges Gesamtbild zu entwickeln. Auf lange Sicht gesehen sollen die niederfrequenten seismischen Daten genutzt werden, um den Antrag der marinen Bohrkampagne zu aktualisieren. Des Weiteren stellen die tiefeindringenden seismischen Daten eine optimale Ergänzung zu den bereits existierenden hochauflösenden seismischen Daten dar. Eine gemeinsame Interpretation beider Datensätze bietet die Möglichkeit neue Einblicke in die Entwicklung der Campi Flegrei Caldera zu erhalten und würde dabei auch die Zeit vor der NYT Eruption mit einschließen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartner: Dr. Marco Sacchi