Die Rolle der Permeabiliät um einen Magmenkörper: Von gradueller Deformation oder plötzlicher Eruption

• Antragsteller: Dr. Cristian Montanaro
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398512416

Neue Erkenntnisse, die in den ersten beiden Jahren des Projekts MO3508/1-1 gewonnen wurden, deuten darauf hin, dass das Auftreten explosiver Eruptionen am Krafla, welche in Verbindung mit magmatischen Intrusion stehen (wie z.B. die Víti-Eruption von 1724), stark von den oberflächennahen, geologischen und hydrothermalen Gegebenheiten gesteuert werden. Die Gesteinsdurchlässigkeit im Umfeld der Magmenkammer wird dafür bislang weniger in Betracht gezogen. Eine detaillierte stratigraphische Zuordnung der durch den Viti-Ausbruch geförderten Brekzie und die Untersuchung der bei diesen Explosionen beteiligten Gesteine, ermöglichten die Rekonstruktion der Bedingungen im Vorfeld dieser Eruption. Dabei konnten die Auslösebedingungen sowie die Tiefe der Eruption, wie auch die Ausbruchsmechanismen offengelegt werden.Die Ziele der hiermit vorgeschlagenen Forschungsfortsetzung liegen darin, die Porosität, Permeabilität und Festigkeit des Gesteins im Umfeld des Hydrothermalfeld Kraftlas zu untersuchen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei in der Abschätzung des Gefährdungspotentials, welches in Verbindung magmatisch-hydrothermalen Ausbrüche mit geothermischer Nutzung steht. Ziele, die in Übereinstimmung mit dem wissenschaftlichen Programm des IMPROVE Projektes stehen. Im Vordergrund stehen dabei: i) die Quantifizierung des Einflusses hydrothermaler Alteration auf die physikalischen Gesteinseigenschaften im oberflächennahem Bereich des hydrothermalen Systems von Vesturhlíðar und ii) die Quantifizierung der kritischen Bedingungen, die zum Versagen des Deckgebirges beim Víti-Ausbruch führten, sowie die Abschätzung der bei diesem Ausbruch beteiligten Energie. Hervorzuheben sind hierbei die Ergebnisse der ersten beiden Projektjahre, welche die Rolle geringdurchlässiger Gesteinsbereiche belegen. Diese können einerseits Bereiche hochtemperierter Fluide kaschieren (z. B. nördlich von Víti) andererseits auch als Barriere in Aufstiegszonen der Fluide fungieren. Dabei werden möglicherweise Überdruckbedingungen geschaffen, bei denen es die im Falle einer magmatischen Intrusion zum explosiven Versagen kommt. Vor diesem Hintergrund bieten die bereits gesammelten Daten und Gesteinsproben zusammen mit den im Rahmen der IMPROVE-Experimente geplanten Untersuchungen eine einzigartige Gelegenheit, unser Verständnis über den Einfluss der Gesteinseigenschaften auf die Fluidzirkulation, die Alteration und das Explosionspotenzial in Geothermalfeldern zu verbessern. Ein solches Verständnis ist von zentraler Bedeutung, um (a) die (physikalischen und räumlichen) Bedingungen für explosive Ausbrüche in gestörten Geothermalfeldern einzugrenzen und (b) die Möglichkeiten für die Erkundung bisher unbekannter geothermischer Ressourcen zu verbessern. Stichworte: hydrothermale Eruptionen; experimentelle Vulkanologie; geothermisches Gebiet Krafla; IMPROVE; Permeabilität; Gesteinspetrophysik; P-T-Störungen; Dekompression; Sprödbruch

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Bettina Scheu