06:28 06 Dezember 2019
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    Ausbruch des Vulkans de Fuego in Antigua, Guatemala (Archivbild)

    Forscher enträtseln Geheimnisse der Vulkanausbrüche

    © AP Photo / Moises Castillo
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    Russische Forscher und ihre italienischen Kollegen nähern sich am Beispiel des Berges Monte Nuovo bei Neapel der Antwort auf Fragen, warum Vulkane eruptieren. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden im Fachmagazin „Lithos“ veröffentlicht.

    Der Rest der Lava – das Gestein, das auf der Erdoberfläche entsteht und erstarrt, enthält Informationen, die den Menschen nicht nur verraten könnten, warum es zu Vulkanausbrüchen kommt, sondern auch einige Geheimnisse über die Vergangenheit und auch die Zukunft der Erde.

    Die jüngsten Fortschritte bei der Vulkanforschung in Italien wurden dank den neuen physischen Methoden des Labors von Professor Sultan Dabagow von der russischen Nationalen Nuklearforschungsuniversität (MEPhi) und den Kollegen vom italienischen Nationalen Institut für Kernphysik (INFN) möglich. Dabei griffen sie auf die jüngsten Errungenschaften der Physik zurück, die es erlauben, Informationen zu „entziffern“, die in den Lavaresten verborgen sind.

    „Unsere Arbeit besteht darin, die aktive Phase im Leben unseres Planeten ausführlich zu erforschen, die sich durch Vulkanausbrüche äußert“, sagte Professor Dabagow vom Institut für Nanotechnologien in der Elektronik, Spintronik und Photonik bei der MEPhI-Universität. „Bei Eruptionen handelt es sich um sehr komplizierte Erscheinungen, aber der Versuch, Korrelationen zwischen ihren zahlreichen Wechselgrößen zu finden, ist ein weiterer Schritt dazu, ihre Natur nachzuvollziehen und neue Eruptionen vorherzusagen. Wir setzten  starke Quellen von Röntgenstrahlung ein, die tief in erforschte Objekte eindringen kann, ohne sie zu zerstören.“

    Dem Wissenschaftler zufolge wurden Vulkanproben in der ersten Phase mithilfe der Polykapillaroptik untersucht, der Röntgenstrahlen zugrunde liegen. Um die Ergebnisse dieser Forschung zu bestätigen, analysierten die Experten dieselben Proben mit noch stärkerer Synchrotronstrahlung. Dadurch bekamen sie Röntgenogramme und Tomogramme der Proben und konnten die inneren Besonderheiten verschiedener Gesteine rekonstruieren und hochaufgelöste 3D-Modelle entwickeln.

    Die Forscher glauben, nach der Untersuchung dieser 3D-Modelle die Ursachen von verschiedenen Vulkanausbrüchen der Vergangenheit zu erfahren und den Zustand von aktiven und passiven Vulkanen der Gegenwart zu prognostizieren.

    Die Ergebnisse der tomographischen und synchrotronischen Untersuchungen können „in die allgemeinen Methoden zur Bestimmung von Eigenschaften integriert werden, die in der Geologie verwendet werden. Wir können den Einfluss der Mikro- und Nanoporosität der erforschten Gesteine auf ihre Durchdringbarkeit analysieren, um dann viele wichtige Fragen zur bisherigen und auch künftigen Entwicklung unseres Planeten zu beantworten“, so Professor Dabagow.

    Das wichtigste Ziel der russischen und italienischen Wissenschaftler ist es, ein Instrument zu entwickeln, um Gesteine einer detaillierten tomographischen Analyse im Labor zu unterziehen, das mit einem leistungsschwachen Röntgenrohr ausgestattet ist. Diese Möglichkeit kann die Polykapillaroptik bieten.

    Dank dem neuen Instrument könnten Vulkangesteine ununterbrochen erforscht werden, da eine solche Anlage kleiner und billiger im Vergleich zu Synchrotronquellen ist (also könnte damit praktisch jedes geologische Forschungszentrum ausgerüstet werden). Den Experten zufolge könnte der Einsatz der Polykapillaroptik mit kleineren Strahlungsquellen und -detektoren die Basis für die Entwicklung von kompakten und mobilen Anlagen für die Analyse verschiedener Gesteine vor Ort bilden, ohne dass die zu erforschenden Gesteinsproben transportiert werden müssten.

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    Tags:
    Ätna-Vulkan, Vulkanausbruch, Vulkan, Italien, Russland, Nationale Universität für Nuklearforschung (MEPhi)