Geochemie und
Magmenentwicklung
Eruption des Vulkans Eyjafjalla im April 2010
Geochemische Analyse von Dipl.-Geol. Frank
Möckel
Entnahme der einer etwa 5cm dicken Ascheschicht vom
Solheimajökull - Gletscher nahe Skogar am 20.4.2010 von Th.
Boeckel.
Laboranalytische Untersuchungen (Institute of Earth Sciences
– Nordic Volcanological Center und eigene Analysen) an
Pyroklastiten der Fimmvörduhals-Linear-Eruption (Flanke des
Eyjafjallajökull-Vulkans) und der großen explosiven
Eruptionsserie im Bereich der Gipfel-Caldera des
Eyjafjallajökull haben gezeigt, dass sich die geförderten
vulkanischen Materialien chemisch deutlich voneinander
unterscheiden. Zwar fanden beide vulkanischen Ereignisse auf
dem gleichen Vulkankomplex des Eyjafjallajökull-Vulkans
statt, aber es wurden verschiedene Magmen eruptiert. Die
Ergebnisse der chemischen Gesteinsuntersuchungen können
grafisch sehr schön im TAS-Diagramm dargestellt werden. Mit
dem TAS-Dagramm ist es relativ unkompliziert möglich durch
den Gehalt an SiO2 und der Summe von Na2O
+ K2O ein vulkanisches Gestein zu bestimmen. Beim
Spaltenausbruch im Gebiet des Fimmvörduhals kamen relativ
primitive und wenig differenzierte Alkali-Olivin-Basalte mit
SiO2 -Gehalten um ca. 47 Gew.% aus größerer Tiefe
zur Eruption. Bei diesen Alkali-Olivin-Basalten (AOB) liegen
die Gehalte von Na2O + K2O bei ca. 3,8
Gew.%. Eine ganz andere chemische Zusammensetzung haben die
Pyroklastite der Gipfel-Eruptionen des
Eyjafjallajökull-Vulkans. Hier wurden Gehalte an SiO2
von durchschnittlich 57,7 Gew.% festgestellt. Die Gehalte
von Na2O + K2O liegen bei
durchschnittlich 7,0 Gew.%. Damit fallen diese Pyroklastite
in des Feld der Trachyandesite (TrAn). Diese Trachyandesite
sind geochemisch weiter entwickelt im Vergleich zu den
primitiven Alkali-Olivin-Basalten. Erklärt werden diese
Veränderungen im Chemismus des Magmas durch fraktioniert
Kristallisation, starke Fluidazufuhr aus der Tiefe und
anderen Differentiationsprozessen. Das dadurch entstehende
Trachyandesit-Magma ist reicher an SiO2 und Na2O.
Insgesamt reichern sich in der trachyandesitischen Schmelze
inkompatible Elemente wie Zr, SEE und Nb an. Andererseits
enthält das neue Magma, bedingt durch die komplexen
Differentiationsvorgänge, viel weniger TiO2 , MgO,
CaO und FeO. Das leichtere Trachyandesit-Magma sammelte sich
im oberen Abschnitt der Magmakammer direkt unterhalb des
Vulkanschlotes. Weiterhin ist das trachyandesitische Magma
sehr viel gasreicher, wesentlich stärker viskos und etwas
kühler als das alkali-olivin-basaltische Ausgangsmagma. Aus
diesen genannten Gründen waren die Eruptionen des
trachyandesitischen Magmas im Gipfelbereich des
Eyjafjallajökull-Vulkans stark explosiv. Zusätzlich wurde
die Explosivität durch den direkten Kontakt von
Schmelzwasser und Magma (phreatomagmatische Explosionen)
noch verstärkt.
Die
geochemische Evolution des Magmas ist bis hin zu
Trachydaziten möglich und für die Vergangenheit tatsächlich
nachweisbar. Doch dazu wäre aktuell eine viel längere
vulkanische Ruhephase erforderlich gewesen, damit die
Differentiationsvorgänge trachydazitische Schmelzen hätten
bilden können.
Bemerkungen zur Probe EY-TBFM vom
20.04.2010
Die chemische Zusammensetzung der untersuchten
Asche-Probe EY-TBFM vom 20.04.2010 ordnet sich sehr gut
in die vorherigen Analysendaten des Institute of Earth
Sciences – Nordic Volcanological Center ein. Nach
petrologischen Kriterien handelt es sich auch weiterhin
unverändert um einen Trachyandesit (TAS-Diagramm). Die
Gehalte der dazu maßgeblichen Komponenten SiO2
, Na2O und K2O sind sehr stabil.
Auch alle anderen untersuchten Komponenten sind
praktisch unverändert. Damit kann festgestellt werden,
dass die Magmakammer mit Trachyandesit-Schmelze doch ein
relativ großes Reservoir darstellt. Es gibt noch keine
gesicherten Anzeichen der chemischen Veränderung hin zu
basaltischem Trachyandesit bzw. zu Alkali-Olivin-Basalt.
Die bisher geförderte Menge an Pyroklastika ist
demzufolge noch nicht ausreichend genug gewesen zur
völligen Entleerung des oberen Abschnittes der
Magmakammer mit Trachyandesit-Schmelze. Weitere,
hier nicht dargestellte chemische Analysen der
eruptierten Pyroklastika haben gezeigt, dass bis zum
Ende der Eruptionen (23.05.2010) des
Eyjafjallajökull-Vulkans keine auffälligen Veränderungen
in der chemischen Zusammensetzung der Förderprodukte
eingetreten sind und kontinuierlich trachyandesitische
Pyroklastika ausgeworfen wurden. Der Anteil der
ermittelten volatilen Bestandteile (CO2, H2O+,S
und F) ist mit insgesamt 0,25 Gew.% relativ gering.
Durch die starke Fragmentierung des Magmas (Pyroklastitbildung)
infolge der extremen Explosionen (Entgasungsexplosionen
und hydromagmatische Explosionen) konnte eine
vergleichsweise hochgradige Magma-Entgasung stattfinden.
Ein großer Dank geht an Frank Möckel für diese
informative Arbeit!
|
|