Wissenschaftler haben eine enorme Magmamenge tief unter der Toskana entdeckt, obwohl die Region nur wenige der Oberflächenhinweise aufweist, die normalerweise mit solchen Systemen verbunden sind. Mit einer seismischen Bildgebungsmethode namens Ambient-Noise-Tomographie spürten die Forscher etwa 6.000 km³ vulkanischer Flüssigkeiten auf, die 8 bis 15 km unter der Oberfläche vergraben sind. (6.000 km³ entsprechen dem Volumen von 2,4 Milliarden olympischen Schwimmbecken.)\n\nDas internationale Team umfasste Wissenschaftler der Universität Genf (UNIGE), des Instituts für Geowissenschaften und Erdressourcen (CNR-IGG) und des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie (INGV). Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in Communications Earth & Environment, könnten Forschern auch helfen, geothermische Reservoire, Lithiumvorkommen und Seltenerdelemente zu lokalisieren, die mit tiefer magmatischer Aktivität verbunden sind.\n\nEinige der bekanntesten Vulkanregionen der Welt, darunter der Yellowstone-Nationalpark in den USA, der Toba-See in Indonesien und der Taupo-See in Neuseeland, liegen über Magmareservoiren, die Tausende Kubikkilometer geschmolzenen Materials enthalten. Wissenschaftler identifizieren diese Systeme normalerweise anhand sichtbarer oder messbarer Hinweise an der Oberfläche, wie alten Eruptionsablagerungen, Vulkankratern, aufsteigendem oder sinkendem Boden und austretenden Gasen. Wenn diese Anzeichen fehlen, können jedoch selbst enorme Magmamengen in der Erdkruste unentdeckt bleiben.\n\nGenau das scheint in der Toskana passiert zu sein. Forscher der UNIGE, die mit Spezialisten des Instituts für Geowissenschaften und Erdressourcen (IGG-CNR) und des Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie (INGV) zusammenarbeiteten, kartierten etwa 6.000 km³ vulkanischer Flüssigkeiten in der kontinentalen Kruste. Das neu identifizierte Material erstreckt sich über die Toskana in Tiefen von 8 bis 15 km.\n\nÜber geologische Zeiträume hinweg könnte eine Magmakörper dieser Größe theoretisch eine Rolle bei der Entwicklung eines Supervulkans spielen. Die Forscher betonen jedoch, dass das System derzeit keine Bedrohung darstellt. „Wir wussten, dass diese Region, die sich von Norden nach Süden durch die Toskana erstreckt, geothermisch aktiv ist, aber wir haben nicht erkannt, dass sie eine so große Magmamenge enthält, vergleichbar mit Supervulkansystemen wie Yellowstone", erklärt Matteo Lupi, außerordentlicher Professor am Departement für Geowissenschaften der Fakultät für Naturwissenschaften der UNIGE, der die Studie leitete.\n\nDas Team lokalisierte das Magma durch Ambient-Noise-Tomographie, eine Technik, die Seismologen häufig verwenden, um unter der Oberfläche verborgene Strukturen zu untersuchen. Die Methode funktioniert wie ein „Röntgenbild" der Erdkruste, indem sie subtile Vibrationen analysiert, die kontinuierlich durch Meereswellen, Wind und menschliche Aktivitäten erzeugt werden. Während sich diese Vibrationen durch den Boden bewegen, zeichnen seismische Instrumente an der Oberfläche auf, wie schnell sich die Wellen ausbreiten. Die Forscher setzten für die Studie etwa 60 hochauflösende Sensoren ein. Seismische Wellen verlangsamen sich im Allgemeinen, wenn sie durch ungewöhnlich heißes oder teilweise geschmolzenes Material laufen. Indem sie Bereiche identifizierten, in denen sich die Wellen mit geringeren Geschwindigkeiten bewegten, konnten die Forscher den wahrscheinlichen Ort des Magmas lokalisieren. Anschließend kombinierten sie die Messungen, um eine dreidimensionale Rekonstruktion der unterirdischen Strukturen im Untersuchungsgebiet zu erstellen.\n\nDie Entdeckung hat Auswirkungen, die über das Verständnis der Geologie der Toskana hinausgehen. Da die Ambient-Noise-Tomographie große unterirdische Regionen relativ schnell und kostengünstig untersuchen kann, könnte sie eine nützliche Methode sein, um nach geothermischer Energie und Mineralressourcen zu suchen. Tiefe magmatische Systeme sind oft mit Vorkommen von Lithium und Seltenerdelementen verbunden. Diese Materialien werden für Technologien wie Elektrofahrzeugbatterien und andere Komponenten, die für die Energiewende benötigt werden, immer wichtiger.\n\n„Diese Ergebnisse sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für praktische Anwendungen wichtig, etwa um geothermische Reservoire oder Lagerstätten zu lokalisieren, die reich an Lithium und Seltenerdelementen sind, die zum Beispiel in Batterien von Elektrofahrzeugen verwendet werden. Neben ihrem großen wissenschaftlichen Inter