Wer an die Toskana denkt, dem erscheinen vermutlich die hügeligen Kulturlandschaften Mittelitaliens vor dem inneren Auge. Nicht aber ein riesiges Magmareservoir, dessen Größe mit dem Supervulkansystem unter dem Yellowstone-Nationalpark vergleichbar ist.
Genau das aber hat ein schweizerisch-italienisches Forschungsteam bei seismischen Messungen in 8 bis 15 Kilometer Tiefe in der italienischen Region entdeckt. Ihre Mitte April in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlichte Studie zeichnet das wissenschaftliche Bild von dem, was unter der Toskana liegt, grundlegend neu: Die verborgene und bislang unerkannte Magmakammer enthält mehr als 6000 Kubikkilometer glutflüssige Gesteinsschmelze.
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"Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Kerngebiet unter Lardarello einen Anteil flüssiger Schmelze von mehr als 80 Prozent aufweist", schreiben Studienleiter Matteo Lupi und sein Team. Am Außenrand des zweiteiligen Reservoirs liege der geschmolzene Anteil noch bei rund 20 Prozent.
Das internationale Forschungsteam nutzte die Methode der sogenannten Umgebungsrauschtomografie – vereinfacht gesagt eine Art Röntgenaufnahme der Erdkruste, bei der natürliche Schwingungen von Meereswellen, Wind und menschlicher Aktivität analysiert werden, die von rund 60 seismischen Sensoren aufgezeichnet wurden.
Kein Hinweis auf baldige Eruption
Die riesigen Ausmaße der Magmakammer verblüffen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. "Wir wussten, dass die Region geothermisch aktiv ist. Aber uns war nicht bewusst, dass sie so ein großes Magmavolumen beherbergt", so Lupi, der als außerordentlicher Professor an der Universität Genf tätig ist. Das neu entdeckte Magmareservoir sei ähnlich groß wie einige der größten eruptiven Vulkansysteme weltweit, führen die Forschenden aus. Dazu gehören die Yellowstone- und Long-Valley-Supervulkane in den USA und der Taupo-Supervulkan in Indonesien. Geophysikalische Merkmale, wie die seismische Aktivität und Gasaustritte, ähnelten hingegen eher denen in den Phlegräischen Feldern bei Neapel.
Auffällig ist jedoch: Im Gegensatz zu bekannten Supervulkanen liefert das Magmareservoir unter der Toskana keinerlei Hinweise auf eine bevorstehende Großeruption. "Warum diese enorme Menge an Magma nie an die Oberfläche gelangt ist, bleibt strittig und wird kontrovers diskutiert“, so Lupi und sein Team. Ihrer Ansicht nach könnte die spezielle geochemische Zusammensetzung des Magmas entscheidend sein.
Den neuen Auswertungen zufolge handelt es sich bei der Gesteinsschmelze unter der Toskana um ein vergleichsweise kühles und sehr zähflüssiges Material. "Solche Magmen können sich in der oberen Erdkruste sammeln und dort eine Barriere bilden, die den Aufstieg weiterer Schmelzen blockiert", erklären die Forschenden. Das würde auch erklären, warum die Region zwar durch Geothermie und heiße Fluide im Untergrund geprägt ist, bislang jedoch weder eine Caldera entstand noch Spuren einer früheren Supereruption gefunden wurden.
Fund ist für die Forschung ein Grund zur Freude
Die Forschenden betonten, dass die Entdeckung der Magmakammer aufgrund dieser speziellen geologischen Struktur keine unmittelbare Gefahr für Italien darstelle. Das Reservoir liege weit unterhalb der Tiefe von drei bis fünf Kilometern, in der sich typischerweise eruptive Kammern bilden, und in der Toskana sind aus der Menschheitsgeschichte keine Vulkanausbrüche bekannt. Stattdessen eröffnet der Fund neue Möglichkeiten für die Geothermie und die Gewinnung kritischer Rohstoffe wie Lithium für die Energiewende.
