Late-stage evolution of the Crotone Mud Volcano and implications for mud volcanism in the Calabrian Accretionary Prism

Das Niesen der Tiefsee: Warum Schlammvulkane wichtig sind

Stellen Sie sich die Erdkruste wie ein riesiges, Zeitlupen-Sandwich vor. An einigen Stellen schiebt sich eine Platte der Kruste unter eine andere, wie eine schwere Decke, die unter einer leichteren hervorgleitet. Während sie abtaucht, wird sie gequetscht, erhitzt und zusammengedrückt, wodurch Wasser und Gase aus den Gesteinen herausgepresst werden. Dieser Druck kann sich aufbauen, bis er irgendwohin muss, und so drückt er eine Mischung aus Schlamm, Wasser und Gas durch Risse im Meeresboden nach oben. Wenn dieser Schlamm ausbricht, bildet er auf dem Meeresboden einen Hügel, der als „Schlammvulkan“ bezeichnet wird. Im Gegensatz zu den feurigen, Lava speienden Vulkanen, die man aus Filmen kennt, sind diese kalt, unordentlich und bestehen aus nassem Ton.

Wissenschaftler sind fasziniert von diesen Unterwassermole, weil sie wie riesige Strohhalme wirken, die Flüssigkeiten aus der Tiefe aufsaugen und an der Oberfläche wieder ausspucken. Dieser Prozess ist ein wesentlicher Teil davon, wie unser Planet Wärme und Chemikalien umverteilt. Aber hier liegt der Haken: Nur weil ein Schlammvulkan heute ruhig aussieht, bedeutet das nicht, dass er „tot“ ist. Er könnte einfach nur schlafen oder seine Persönlichkeit ändern. Zu verstehen, ob diese Vulkane aktiv sind, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern und was sie uns über die tiefe Erde verraten, hilft uns, alles zu verstehen – von der Entstehung von Erdbeben bis hin zur Frage, wo sich natürliches Gas verstecken könnte.

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Der Crotone-Schlammvulkan: Ein Vulkan in seinen „goldenen Jahren“

Tief im Mittelmeer, nahe der Küste Italiens, liegt ein riesiger Unterwasser-Schlammvulkan namens Crotone-Schlammvulkan (CMV). Er ist ein massiver, flach gedeckter Krater, etwa 1,2 Kilometer breit, der am Hang des Crotone-Beckens liegt. Ein Team von Wissenschaftlern beschloss vor Kurzem, in seine Geschichte einzutauchen, indem es den Schlamm wie die Seiten eines sehr unordentlichen, sehr nassen Tagebuchs behandelte. Sie wollten wissen: Ist dieser Vulkan noch aktiv? Stirbt er aus? Und was erzählt uns seine Geschichte über andere Schlammvulkane in der Region?

Um dies zu beantworten, schauten die Forscher nicht nur auf die Oberfläche. Sie zogen lange, vertikale Schlammröhren (sogenannte Kerne) aus verschiedenen Stellen des Vulkanens hoch. Stellen Sie sich diese Kerne wie eine geschichtete Torte vor, aber anstelle von Kuchen und Frosting sind die Schichten verschiedene Arten von Schlamm und Gesteinsbrocken. Durch die Untersuchung der Größe der Brocken, der Chemikalien, die im Wasser zwischen den Schlammkörnern eingeschlossen sind, und sogar der winzigen Schalen mikroskopisch kleiner Meerestiere (Foraminiferen), die darin eingefroren sind, konnten sie die Lebensgeschichte des Vulkanens rekonstruieren.

Die Geschichte von drei Schichten

Die Schlammkerne erzählten eine klare Geschichte eines Vulkanens, der langsam zur Ruhe kommt. Die Wissenschaftler fanden drei deutliche Schichten, die jeweils eine andere „Ära“ im Leben des Vulkanens repräsentieren:

1. Der Urknall (Einheit III): Ganz unten war der Schlamm ein chaotisches Durcheinander aus großen, gezackten Felsen und steifem grünlich-grauem Ton. Diese Schicht repräsentiert die „Teenagerjahre“ des Vulkanens – eine Zeit hoher Energie. Damals eruptierte der Vulkan mit genug Kraft, um große Gesteinsbrocken und Schlamm bis an die Oberfläche zu schießen. Es war eine wilde, chaotische Party, bei der das Sediment so schnell hochgeworfen wurde, dass es keine Zeit hatte, sich mit dem umgebenden Meeresboden zu vermischen.
2. Das Abkühlen (Einheit II): Weiter oben im Kern wurden die Steine kleiner und verwandelten sich in Kiesel und sandgrobe Körner. Der Schlamm hier war eine Mischung aus braunem und dunkelgrauem Material. Dies ist die „Übergangsphase“. Der Vulkan eruptierte zwar immer noch, aber die Energie sank. Es war wie eine Party, die langsamer wird; die Eruptionen waren weniger heftig und der Schlamm hatte mehr Zeit, sich mit der Umgebung zu vermischen.
3. Das stille Jetzt (Einheit I): Ganz oben war der Schlamm fein, glatt und braun. Dies ist die „Spätphase“. Der Vulkan schießt keine großen Steine mehr aus. Stattdessen quillt nur noch feiner Schlamm sanft hervor. Dennoch ist er nicht völlig tot. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass der Vulkan selbst bei schwachen Eruptionen immer noch mit einer tiefen Gasquelle verbunden ist.

Der Geist in der Maschine

Hier wird es wirklich interessant. Wenn man den Schlamm heute betrachtet, könnte man denken, der Vulkan schlafe. Die chemischen Signale, die normalerweise „Methan! Gas! Seepage!“ schreien würden, sind überraschend leise. Die Wissenschaftler suchten nach einer spezifischen chemischen Grenze, der „Sulfat-Methan-Übergangszone“ (SMTZ) – einem Ort, an dem Bakterien Methan fressen und eine chemische Handschrift hinterlassen. In den meisten aktiven Austrittsstellen ist diese Zone leicht zu finden. Aber beim Crotone-Vulkan war sie entweder nicht vorhanden oder sehr schwer auszumachen.

Warum? Die Arbeit legt nahe, dass der Vulkan eigentlich zu unordentlich für sich selbst ist. Da der Schlamm ständig aufgewühlt und neu gemischt wird (wenn auch nur ein wenig), ist es, als versuche man, ein bestimmtes Sandkorn in einem Mixer zu finden. Die ständige Bewegung zerstört die empfindlichen chemischen Schichten, die normalerweise beweisen, dass ein Vulkan aktiv ist. Es ist, als würde der Vulkan seine eigenen Fußabdrücke ständig auslöschen.

Die Wissenschaftler fanden jedoch einen „rauchenden Colt“, der beweist, dass der Vulkan immer noch mit der tiefen Erde verbunden ist. Sie sammelten Gasblasen aus dem Wasser direkt über dem Meeresboden. Selbst wenn der Fluss schwach ist, ist das Gas thermogen. Das ist eine schicke Art zu sagen, dass das Gas tief unter der Erde gekocht wurde, bei Temperaturen zwischen 100 °C und 150 °C, wahrscheinlich aus altem organischem Material, das meilenweit tief begraben liegt. Das Gas ist aus einer Quelle aufgestiegen, die tiefer als 3 Kilometer liegt, möglicherweise verbunden mit einem regionalen Gasfeld. Die Rohrleitungen sind also noch da; der Wasserhahn ist nur auf ein minimales Tröpfeln gedrosselt.

Der Zeitreise-Hinweis

Eine der coolsten Methoden, mit denen die Wissenschaftler herausfanden, wie lange dieser „Tröpfelprozess“ schon andauert, war die Suche nach Vulkanasche. Sie fanden eine dünne Ascheschicht aus dem berühmten Ausbruch des Vesuv im Jahr 79 n. Chr. (derjenige, der Pompeji begrub). Diese Ascheschicht, bekannt als Z-1, wurde in einigen Teilen des Vulkanens gefunden, in anderen jedoch nicht.

Dies verrät uns etwas Gewaltiges: Für die letzten ~1.900 Jahre (seit 79 n. Chr.) gab es beim Vulkan keine größere Eruption, die den gesamten Krater bedeckt hätte. Hätte es eine gegeben, wäre die Asche begraben oder weggespült worden. Die Tatsache, dass die Asche noch da ist und im Schlamm liegt, bedeutet, dass der Vulkan seit fast zwei Jahrtausenden in diesem „schwachen, sporadischen“ Modus ist. Es ist keine plötzliche Veränderung; es ist ein langes, langsames Auslaufen.

Was das für das große Ganze bedeutet

Der Crotone-Schlammvulkan ist ein kleiner Rebell in der Welt der Geologie. Normalerweise denken Wissenschaftler, dass große Schlammvulkane in dieser Gegend von riesigen, tiefen Rissen in der Erdkruste (Verwerfungen) angetrieben werden, die wie Superautobahnen für Gas fungieren. Aber Crotone ist anders. Er liegt in einem Becken, in dem sich Sedimente unglaublich schnell ansammeln. Die Arbeit legt nahe, dass für Crotone nicht die großen Risse am wichtigsten sind, sondern das schiere Gewicht des Schlamms, der sich über ihm stapelt. Dieses Gewicht presst die Gesteine zusammen und erzeugt einen Druck, der das Gas und den Schlamm nach oben drückt, selbst ohne eine riesige Verwerfungslinie.

Das Fazit

Die wichtigste Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass der Crotone-Schlammvulkan sich in einer „Spätphase“ seines Lebens befindet. Er hat sich von einem gewalttätigen, steinschleudernden Riesen zu einem sanft quellenden Hügel entwickelt. Er ist immer noch mit einer tiefen, heißen Gaskquelle verbunden, aber der Fluss ist schwach und ungleichmäßig.

Die wichtigste Lektion hier ist eine Warnung an die Wissenschaft: Gehen Sie nicht davon aus, dass ein Vulkan tot ist, nur weil er ruhig aussieht. Manchmal zerstört die Tat des Vulkanens selbst – das Bewegen seines eigenen Schlamms – die chemischen Hinweise, die wir normalerweise zur Erkennung seiner Aktivität nutzen. Der Crotone-Schlammvulkan zeigt uns, dass man die ganze Geschichte betrachten muss – die Schichten des Schlamms, die winzigen Schalen und die Asche alter Eruptionen –, um zu verstehen, was sich tief unter den Wellen wirklich abspielt. Es ist eine Erinnerung daran, dass die Erde voller Geheimnisse steckt und dass manchmal die leisesten Dinge die lautesten Geschichten flüstern.