Grindavik-Vulkan ist ausgebrochen – Wie können solche mächtigen geografischen Merkmale genutzt werden?

Am 18. Dezember erlebte die Halbinsel Reykjanes in Island einen weiteren Vulkanausbruch, den vierten in drei Jahren. Dieser Vulkan brach in der am dichtesten besiedelten Region des Landes aus, mit Lavafontänen, die in die Luft schossen, und einem Glühen, das meilenweit entfernt im Zentrum der Hauptstadt Reykjavik sichtbar war. Er lag auch nicht weit von dem Kraftwerk Svartsengi und der Stadt Grindavík entfernt, die letzten Monat aufgrund erhöhter seismischer Aktivität evakuiert worden waren.

Der neueste Ausbruch in Islands vulkanischer Saga war von mehreren intensiven Erdbeben und Erschütterungen als Vorboten gezeichnet. Nur zwei Stunden später brach der Vulkan aus und gab Lava mit einer Rate von zehn Mal mehr pro Sekunde ab als bei den drei vorherigen Ausbrüchen auf ihrem Höhepunkt. Das führte dazu, dass die Spalte sich innerhalb von Minuten auf 2,5 Meilen Länge ausdehnte.

Der südwestliche Landstreifen war tausende von Jahren lang inaktiv, doch in letzter Zeit wurde in diesem Gebiet eine Zunahme an Aktivität verzeichnet.

“Im Kontext der letzten drei Jahre auf der Halbinsel Reykjanes ist es ziemlich atemberaubend.”

– Tom Winder, ein Vulkanseismologe an der Universität von Island, sagte in einem Interview.

Die drei vorherigen Ausbrüche ereigneten sich 2021, 2022 und dann wieder in diesem Sommer. Der letzte Fall einer so schnellen Aufeinanderfolge von Ausbrüchen lag im frühen 13. Jahrhundert, was die gesteigerte Aufmerksamkeit für diese jüngsten Ereignisse erklärt. Bemerkenswerterweise waren alle vier dieser jüngsten Ausbrüche vom Spaltentyp, der durch das Auftauchen von Lava durch neue Risse in der Erdkruste an unvorhersehbaren Orten gekennzeichnet ist.

Dieser letzte Ausbruch zog internationale Aufmerksamkeit auf sich, insbesondere wegen der Möglichkeit, dass eine weitere Aschewolke den Luftverkehr stört, ähnlich wie bei dem Ausbruch des Eyjafjallajökull im Jahr 2010. Dieses Ereignis war relativ klein und nicht tödlich. Allerdings wurde in diesem Fall eine signifikante Ascheproduktion als sehr unwahrscheinlich angesehen, da Magma nicht unter einer Eisschicht injiziert wurde.

Interessanterweise verringerte sich die Intensität des Ausbruchs bereits einen Tag nach seinem Beginn. Zunächst schien es, als ob es kurzlebig wäre, aber Experten deuten darauf hin, dass es möglicherweise weiterhin Lava in einem stetigen, wenn auch bescheidenen, Tempo für Monate ausstoßen wird.

Tatsächlich ist Island mit etwa 130 Vulkanen vertraut. Dies liegt daran, dass Island auf der Grenze zwischen den eurasischen und nordamerikanischen tektonischen Platten liegt, die durch einen mittelozeanischen Rücken getrennt sind, der Magma ausstößt. Während Vulkanausbrüche in Island etwa alle vier bis fünf Jahre auftreten, war ihre Zeitpunktung unvorhersehbar. Einige Wissenschaftler glauben auch, dass Katla, der berühmteste Vulkan des Landes mit fünf Ausbrüchen seit 1721, bald ausbrechen könnte, da er von den jüngsten seismischen Aktivitäten unbeeinflusst blieb.

Vulkane zu unserem Vorteil nutzen

Wie wir gesehen haben, ist Island eine der vulkanisch aktivsten Regionen auf unserem Planeten. Aber was sind Vulkane genau? Sie sind Öffnungen, durch die Lava, kleine Steine und Dampf auf die Erdoberfläche ausbrechen. Sie können sowohl auf dem Land als auch im Ozean liegen, wenn Material, das Asche, flüssiges Gestein oder Gase sein kann, das erheblich heißer ist als seine Umgebung, ausbricht.

Laut NASA tritt der Aufstieg von flüssigem Gestein oder Magma auf, wenn tektonische Platten sich voneinander oder aufeinander bewegen. Ein weiterer Weg, wie dies geschieht, ist, wenn Magma an Hotspots aufsteigt. Die Art des Vulkans hängt dabei von der Viskosität des Magmas, seiner Zusammensetzung, der Menge an Gasen darin und der Art, wie es die Oberfläche erreicht, ab.

Diese geologischen Architekten sind tatsächlich für über 80 % der Erdoberfläche verantwortlich. Etwa 1.500 Vulkane gelten als potenziell aktiv, und mehr als 10 % davon liegen innerhalb der US-Grenzen.

Vulkanausbrüche bergen viele Gefahren, einschließlich der Zerstörung von Populationen und der Verschüttung von Städten. Allerdings ist nicht alle vulkanische Aktivität schädlich. Vulkane sind für die Schaffung von fruchtbarem Boden für die Landwirtschaft und viele Mineralressourcen wie Gold, Silber, Nickel, Kupfer und Blei verantwortlich. Aber das ist nicht alles, also lassen Sie uns einige bemerkenswerte und äußerst nützliche Verwendungen von vulkanischen Aktivitäten erkunden.

Geothermische Energieerzeugung

Die weite Verfügbarkeit von Vulkanen macht sie zu einer großartigen Quelle für grüne Energie. Um geothermische Energie aus Vulkanen zu nutzen, werden Systeme installiert, die die vulkanische Wärme unterirdisch aufnehmen und durch Rohre zu Heizen oder Kühlen eines Bereichs leiten.

Ein weiterer Weg, dies zu tun, ist, in die Erde in der Nähe von Gebieten mit hoher Wärme zu bohren, um Wasser durch diese Gebiete zu leiten und Dampf zu erzeugen, der Turbinen antreibt und Strom erzeugt. Diese erneuerbare Energie, die durch die Nutzung der Wärme der Erdkruste entsteht, bietet die Vorteile von hoher Kapazität, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit.

Viele Länder wie Neuseeland, die Philippinen, Costa Rica und Island sowie US-Bundesstaaten wie Kalifornien, Hawaii und Utah nutzen geothermische Energie aus vulkanischer Aktivität für die allgemeine Stromerzeugung.

In Kenia ist geothermische Energie für 51 % der Stromversorgung des Landes verantwortlich. Währenddessen nutzt El Salvador diese Energiequelle für spezifische Anwendungen wie Bitcoin-Mining.

Kommerziell bieten Unternehmen wie Ormat Technologies saubere, zuverlässige Lösungen aus geothermischer Energie. Im Jahr 2021 sicherte es einen Engineering-, Beschaffungs- und Bauvertrag (EPC) für das 30-MW-Geothermie-Kraftwerk-Projekt in Alaska in der Nähe des Makushin-Vulkan-Projektstandorts. Darüber hinaus haben Volcano Energy und Luxor Technology Corporation den ersten Bitcoin-Mining-Pool von El Salvador mit erneuerbarer geothermischer Energie gestartet.

Landwirtschaft

Vulkanische Umgebungen können tatsächlich gute Orte für die Landwirtschaft sein. Diese Böden, die in vulkanischer Asche oder anderen explosiven Ausbruchsmaterialien gebildet werden, werden als Andosole bezeichnet und sind aufgrund der reichen Mineralien und Nährstoffe wie Magnesium und Kalium sehr fruchtbar.

Wenn also Vulkane ausbrechen und Steine und Asche überall verbreitet werden, werden diese Elemente freigesetzt, was die Bodenzusammensetzung verändert und sehr fruchtbare Böden produziert. Dies führt zu hohen Ernteerträgen und Profitabilität für Farmen sowie vielfältigen landwirtschaftlichen Aktivitäten. Deshalb wird zerriebener vulkanischer Stein verwendet, um die Bodengesundheit durch ein Verfahren namens verbesserter Gesteinsverwitterung zu verbessern.

Laut einer Studie, die im Journal Earth’s Future der AGU veröffentlicht wurde, kann die Einbindung von zerriebenen vulkanischen Steinen in Felder eine entscheidende Rolle bei der Erfüllung des Ziels zur Kohlenstoffentfernung spielen, das vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) festgelegt wurde, und ist besonders vielversprechend in warmen, feuchten Tropen.

Tourismus und Freizeit

Vulkanische Gebiete sind oft bedeutende Touristenattraktionen, mit beliebten Aktivitäten wie Wandern, heißen Quellen, landschaftlicher Schönheit, dem Studium des geologischen Erbes und der Beobachtung geologischer Formationen. Dies kann eine wichtige Einnahmequelle für lokale Gemeinden sein und dazu beitragen, die Länderwirtschaften zu stärken. Einige der besten Ziele für diejenigen, die einige der größten Vulkane der Welt aus der Nähe sehen möchten, sind Fagradalsfjall, Island, Cumbre Vieja, Spanien, Etna, Italien, Sakurajima, Japan und Popocatépetl, Mexiko.

Die einzigartigen Landschaften, die durch vulkanische Aktivität entstehen, ziehen Besucher aus der ganzen Welt an. Zum Beispiel ist der dormante Vulkan Mt. Fuji in Japan oder der erloschene Vulkan in Edinburgh. Touristen müssen sich jedoch der potenziellen Gesundheitsgefahren in solchen Umgebungen bewusst sein, einschließlich Lavaströme, Asche, Erdrutsche, Schlammlawinen und vulkanischen Gasen.

Kürzlich sah der lokale Touristenanbieter Icelandia eine Verteuerung seiner Buchungszahlen mit Vulkan-Touren. In einem Interview teilte das Unternehmen mit, dass es vor einigen Jahren mit dem ersten Ausbruch der Litli-Hrútur-Riftzone begann, einen Shuttle-Service anzubieten, und dann zu Sightseeing-Touren überging, bei denen die Lava-Felder besucht wurden.

“Es ist wie aus einem Märchen. Die Reaktion ist verrückt. Die Bewertungen sind großartig. Wenn sie den Vulkan sehen, weinen einige, andere sind völlig schockiert.”

– Icelandia-Kontomanager Svala Magnúsdóttir über die Vulkanerfahrung.

Wissenschaftliche Forschung

Vulkane bieten wertvolle Forschungsmöglichkeiten für Wissenschaftler, indem sie einzigartige Einblicke in geologische Prozesse, Vorhersagen von Naturkatastrophen und die Erdkruste und Wissenschaft bieten. Forscher untersuchen vulkanisches Material, seismische Aktivität und die Prozesse der Erdentstehung, die wertvolle Bildungsressourcen für Studenten und Forscher bieten.

Das Wissenschaftsteam von NASAs VERITAS ist ein Beispiel dafür, das vulkanisches Island studiert, um es als Ersatz für einen anderen Planeten, die Venus, zu verwenden – die kleiner als die Erde ist, aber eine erdrückende Atmosphärendruck, Wolken aus Schwefelsäure und eine glühend heiße Oberflächentemperatur hat, um mehr über sie zu erfahren. Forscher entwickeln auch spezielle Geräte wie eine Low-Power-SO2-Kamera (Schwefeldioxid-Kamera), um Emissionen von Vulkanen zu überwachen.

Organisationen wie die United States Geological Survey (USGS) überwachen und führen Forschungen zu Vulkanen in den USA durch. Währenddessen konzentriert sich das Hawaiian Volcano Observatory (HVO), das Teil der USGS ist, auf vulkanische Aktivitäten in Hawaii, insbesondere auf der Insel Big Island.

Andere Organisationen umfassen Italiens Nationalinstitut für Geophysik und Vulkanologie Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), das Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) in Frankreich und die Japan Meteorological Agency (JMA), die Forschungen zu vulkanischer Aktivität in Japan durchführt.

Mineralextraktion

Vulkanische Gebiete sind reich an wertvollen Mineralien, Erzen und Metallen wie Schwefel, Gold, Silber und Kupfer. Zum Beispiel sind aktive Vulkane wie der Mount Etna in Italien für die Freisetzung von etwa 20 Tonnen Kupfer und 10 kg Gold pro Tag in vulkanischen Gasen bekannt. Während die Metallgewinnung aus vulkanischem Gas möglicherweise nicht möglich ist, kann es aus heißen magmatischen Solelösungen unter dormanten Vulkanen abgebaut werden. Der Abbau dieser Ressourcen stärkt auch die lokale Wirtschaft und bietet Arbeitsplätze.

Im September wurde eine Analyse veröffentlicht, die ergab, dass in einem vulkanischen Krater an der Grenze zwischen Nevada und Oregon dramatische Mengen an Lithiummetall – zwischen 20 und 40 Millionen Tonnen – vorhanden sind. Angesichts der Tatsache, dass die USA hauptsächlich auf Lithiumimporte angewiesen sind, das für wiederaufladbare Batterien in Elektroautos verwendet wird, ist dies von großer Bedeutung für das Land.

Währenddessen entwickelte ein Team von Geologen der University of Leicester vor ein paar Monaten eine Technik, die die Flüssigkeitsättigung nutzt, um vorherzusagen, ob ein Vulkanbereich möglicherweise ein gutes Gebiet für zukünftigen Kupferbergbau ist, ein kritischer Metall für den Übergang zu grüner Energie.

Freeport-McMoRan, Barrick Gold Corporation, Newmont Corporation und Anglo-American sind einige globale Bergbauunternehmen, die in verschiedenen geologischen Umgebungen tätig sind, einschließlich solcher mit vulkanischer Aktivität.

Therapeutische Anwendungen

Während Vulkanausbrüche gefährliche Auswirkungen auf Menschen in der Nähe haben können, bieten sie auch medizinische Vorteile. Einige heiße Quellen und Schlammbäder in der Nähe von Vulkanen sollen heilende Eigenschaften haben und werden für Gesundheitsbehandlungen verwendet.

Die heilenden Eigenschaften von vulkanischen Thermalquellen sind Teil des Spa- und Wellness-Tourismus geworden und locken Menschen an, die Entspannung und Gesundheitsvorteile suchen.

Einige bekannte Orte, die diese Dienstleistungen anbieten, sind die Blaue Lagune in Island, The Springs Resort und Spa in Costa Rica, Pamukkale in der Türkei, Rotorua in Neuseeland, Beitou Hot Springs in Taiwan, Calistoga in Kalifornien, USA, und Hakone in Japan.

Darüber hinaus werden vulkanische Schlammtherapien als medizinische Behandlung für Rheuma verwendet, und Materialien wie vulkanische Asche werden als natürliche Hautpflegeprodukte eingesetzt.

Durch vulkanische Ausbrüche entstanden, enthält die Asche viele Mineralien und andere Chemikalien wie Silizium, Schwefel, Kalium, Natrium, Calcium und Magnesium, die für die Haut in Bezug auf Exfoliation, Entgiftung, Absorption von überschüssigem Öl, bessere Durchblutung und Beruhigung gereizter Haut von Vorteil sind. Diese Mineralien und Spurenelemente nähren die Haut zusätzlich, verbessern die Hautzellenumsatz und helfen bei dem Aussehen einer strahlenden und jüngeren Haut.

Baumaterialien

Viele vulkanische Materialien werden häufig im Bauwesen verwendet, insbesondere bei der Herstellung von leichten Betonblöcken. Dazu gehören Basalt, ein vulkanisches Gestein, das widerstandsfähig ist und oft als Zuschlagstoff im Bau von Asphalt und Beton verwendet wird.

Währenddessen wird Pumice, ein leichter und poröser vulkanischer Stein, als Schleifmittel verwendet. Vulkanische Asche ist ein weiteres, das zur Herstellung von pozzolanischem Zement verwendet wird. Dann gibt es Tuff, eine Art Gestein, das auch als Baumaterial verwendet wird. Diese Materialien sind natürlich und bieten umweltfreundliche Optionen für Baumaterialien.

Laut Forschern war der Schlüssel zur Fähigkeit des römischen Betons, Jahrhunderte zu überstehen, die vulkanische Asche aus dem Gebiet von Pozzuoli in der Bucht von Neapel.

Laut Forschung können vulkanische Materialien, wenn sie als Zusätze verwendet werden, die Frost- und Tauwiderstandsfähigkeit von Zementpasten, Mörteln und Beton verbessern. Wenn wir uns ein reales Beispiel dafür ansehen, verwendet ein indonesisches Unternehmen namens Rebricks vulkanische Asche und mischt sie mit Bergsteinen, Kunststoffabfällen und Zement, um eine Ziegelstein zu produzieren, der keine Sand wie herkömmliche Ziegelsteine enthält.

Kohlenstoffabscheidung und -speicherung

Kohlenstoffabscheidung und -speicherung konzentrieren sich auf die Reduzierung von Kohlendioxidemissionen. Dies beinhaltet die Abscheidung von CO2-Emissionen an ihrer Quelle, den Transport zu einem Speicherort und schließlich die Speicherung unterirdisch, um ihre Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern, mit dem Ziel, den Klimawandel zu mildern. Anfang dieses Jahres untersuchten Wissenschaftler die extremsten, CO2-reichsten Umgebungen der Erde, um vulkanische Mikroben mit dem Potenzial zu finden, die Kohlenstoffabscheidungstechnologie zu revolutionieren.

Die Forschung zu der Verwendung von Basaltgesteinsformationen, die in vulkanischen Gebieten häufig vorkommen, für Kohlenstoffabscheidung und -speicherung wird fortgesetzt. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass die Anwendung von Basaltpulver in Ackerland große Mengen an atmosphärischem Kohlendioxid aufnehmen könnte.

Interessanterweise fand eine frühere Studie in diesem Jahr heraus, dass ein erloschener Vulkan vor der Küste Portugals etwa 1,2-8,6 Gigatonnen CO2 speichern könnte, was etwa 24-125 Jahre der industriellen Emissionen des Landes entspricht. Dieses Potenzial anerkennend, zeigen Regierungen Interesse und investieren Ressourcen. Zum Beispiel verlieh die britische Regierung schottischen Erdwissenschaftlern einen Zuschuss von 1 Million Pfund, um innovative Methoden zur Quantifizierung von CO2-Speicherung in vulkanischem Gestein zu entwickeln.

Weltraumforschung

Vulkane werden nicht nur aus dem Weltraum überwacht, sondern vulkanische Landschaften auf der Erde werden auch verwendet, um Bedingungen auf anderen Planeten zu simulieren und zu studieren, was der Weltraumforschung und -exploration dient und inhärente Gefahren und Kosten birgt.

Professoren der Idaho State University untersuchen Vulkane in der Region des östlichen Snake River Plain. Diese Vulkane haben, laut den Forschern, den “gleichen Lavatyp und Ausbruchsstil wie Vulkane auf dem Mond und dem Mars” und sie erwarten, dass ihre Forschungstechniken von Astronauten auf zukünftigen Missionen verwendet werden, um die gleichen Kräfte der Veränderung auf dem Mond und darüber hinaus zu studieren.

Anfang dieses Jahres entdeckten Wissenschaftler auch einen Planeten namens LP 791-18d, der wahrscheinlich von Vulkanen bedeckt ist und Erkenntnisse darüber liefern soll, wie Vulkane planetarische Umgebungen im Laufe der Zeit prägen.

Schlussgedanken

Vulkane sind Risse in der Erdkruste. Sie sind für ihre destruktive Kraft bekannt, da sie die Gefahr bergen, Populationen auszulöschen und Gesundheitsprobleme wie ansteckende Krankheiten, Atemwegserkrankungen, Verbrennungen, Stürze und Unfälle zu verursachen. Allerdings, wie wir gesehen haben, haben Vulkanausbrüche auch eine andere Seite.

Die vulkanische Aktivität bietet die Vorteile von fruchtbarem Boden, der Bildung neuer Inseln, der Verfügbarkeit von Edelsteinen, Mineralien und Baumaterialien, der Schaffung von heißen Quellen, der Erzeugung von geothermischer Energie und der periodischen Abkühlung des Planeten. Dies bedeutet, dass Vulkane umfassend studiert und ihre Kraft richtig genutzt werden müssen, da sie für die Menschheit äußerst nützlich sein können.

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