Die Geothermie-Anlagen im toskanischen Larderello gehören zu den ältesten und produktivsten der Welt. Bisher rätselte die Wissenschaft jedoch über die genaue Quelle der unterirdischen Hitze. Eine neue, in der Fachzeitschrift „Communications Earth & Environment“ veröffentlichte Studie, über die mehrere Medien in der Schweiz berichten, liefert nun Antworten.
Mithilfe modernster seismischer Verfahren konnten die Forschenden die Erdkruste durchleuchten, heißt es in den aktuellen Berichten. Das Ergebnis: In 8 bis 15 Kilometern Tiefe liegt unter der Toskana ein gewaltiges Reservoir an Magma. Allein unter Larderello wird das Volumen auf rund 5000 Kubikkilometer geschätzt. Inklusive einer umgebenden Schicht aus kristallreichem Gesteinsbrei (Crystal Mush) ist das Reservoir noch deutlich größer.
„Solche Mengen sind vergleichbar mit denen von Magmareservoirs in der mittleren Erdkruste unter bekannten Supervulkanen“, so das Team um den Geologen Matteo Lupi von der Universität Genf. Zu den Supervulkanen zählen etwa das Yellowstone- und das Long-Valley-Vulkangebiet in den USA oder der Taupo-Supervulkan in Neuseeland.
Normalerweise verraten sich Supervulkan-Systeme durch die Beschaffenheit ihrer Oberfläche und sichtbare Ablagerungen. In der Toskana ist das anders. „Die Erkennung solcher Vulkane ohne oberirdische Anzeichen ist schwierig, wodurch große Magmareservoirs oft unentdeckt bleiben“, schreiben die Forschenden. Auch vulkanische Aktivität gebe es in der Toskana kaum. Es seien die Untergrunddaten, die „auf das Vorhandensein superkritischer Fluide in geringen Tiefen hindeuten“.
Obwohl das Reservoir in der Toskana einem Supervulkan gleicht, sind aus der Region keine katastrophalen Eruptionen in der jüngeren Erdgeschichte bekannt. Die Forschenden erklären dies mit der speziellen chemischen Zusammensetzung des Magmas. Das Magma ist der Studie zufolge sehr wasserreich und zähflüssig. Dies wirkt wie eine Barriere und verhindert, dass das Magma zur Oberfläche aufsteigt. Stattdessen kühlt es langsam in der Tiefe ab und speist dabei das riesige Geothermie-Feld, das lokal Temperaturen von über 500 Grad Celsius in nur drei Kilometern Tiefe erreicht.
Das Team um Matteo Lupi hat 2020 ein Netzwerk von 60 Breitband-Seismometern in der italienischen Region installiert. Diese erfassten nicht nur Erdbeben, sondern auch schwächere Erschütterungen, die durch natürliche Einflüsse wie Meereswellen, Wind oder menschliche Aktivitäten entstehen. Anhand dieser kontinuierlichen Hintergrundschwingungen und mithilfe spezieller Auswertungsmethoden gelang es den Forschenden erstmals, die Laufzeiten seismischer Wellen in der oberen und mittleren Erdkruste unter der Toskana präziser zu bestimmen. Dabei fiel eine Besonderheit auf: In einer Tiefe von etwa 8 bis 15 Kilometern bewegten sich die Wellen deutlich langsamer. Die gemessene Temporeduktion „geht nach gängiger Annahme auf das Vorhandensein von Magma oder partiellen Schmelzen zurück“, heißt es in der Studie.
„Laut unseren Messungen weist das Kerngebiet unter Larderello einen Anteil flüssiger Schmelze von mehr als 80 Prozent auf“, schreibt das Team um Lupi. „Im äußeren, stärker auskristallisierten Bereich liegt der Anteil der Schmelze noch bei rund 20 Prozent.“ Aufgrund dieser Konstellation gehen die Forschenden davon aus, dass es auch in naher Zukunft keinen Ausbruch geben wird.
Tages-Anzeiger, 20 Minuten