Der Unzen (jap. 雲仙岳 Unzen-dake) ist einer der in Europa bekanntesten Vulkane Japans. Er befindet sich nahe der Stadt Shimabara in der Präfektur Nagasaki auf der Shimabara-Halbinsel der Insel Kyūshū. Es handelt sich um einen aus mehreren sich überlappenden Gipfeln bestehenden Vulkankomplex.
| Unzen | |
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| Anfahrt zum Unzen-Dake | |
| Höhe | 1486 m |
| Lage | Präfektur Nagasaki, Japan |
| Koordinaten | |
| Typ | aktiver Vulkan |
| Letzte Eruption | 1995 |
Derzeit sind die höchsten Gipfel der Fugen-dake (普賢岳) mit 1359 m und der Heisei-Shinzan (平成新山) mit 1486 m. Letzterer erhielt seinen Namen, da er durch Eruptionen in den frühen 1990er Jahren, der Heisei-Zeit im Japanischen Kalender, entstand.
Lage und geologische Einordnung
Der Unzen liegt etwa in der Mitte der Shimabara-Halbinsel. Sein Gipfel ist 6,7 Kilometer Luftlinie vom Stadtzentrum von Shimabara entfernt, welches östlich von ihm liegt.
Der Unzen entstand auf Grund tektonischer Aktivitäten dreier Platten, die vor Japan zusammentreffen. Im Zusammenhang mit dem Vulkan ist vor allem die Subduktion der Philippinischen Platte relavant. Diese schwere ozeanische Platte versinkt im südlichen Teil des Japangrabens unter der leichteren kontinentalen Eurasischen Platte und wird im Erdinneren aufgeschmolzen. Das entstandene Magma wird zum Teil wieder aufwärts gedrückt, wo es sich einen Weg an die Erdoberfläche sucht. Somit ist der Unzen Teil des Pazifischen Feuerrings, eines Vulkangürtels, der sich um nahzu den kompletten Pazifischen Ozean zieht.
Die Laven des Unzen sind sehr dickflüssig und unter dem Namen Dazitlava bekannt. Sie weisen in der Regel einen Siliciumdioxidanteil von knapp 65 Prozent auf und sind reich an flüchtigen Elementen. Da sie nicht schnell abfließen, bilden sie im Gipfelberich überdurchschnittlich viele Lavadome.
Geologische Geschichte
Die Halbinsel Shimabara ist seit Millionen von Jahren vom Vulkanismus geprägt. Die ältesten vulkanischen Ablagerungen in der Region sind etwa 6.000.000 Jahre alt. Auf dem gesamten Gebiet der Halbinsel ereigneten sich vor 2.500.000 bis 500.000 Jahren ausgedehnte Ausbrüche.
Zu dieser Zeit bildete sich durch Faltung der Erdkruste ein Graben, Teile der Halbinsel versanken bis zu 1000 Meter tief im Meer. Die Grabenbildung könnte die Ursache dafür sein, dass sich die vulkanische Aktivität an einer Stelle konzentrierte und der Unzen begann, sich in diesem Graben zu bilden. Eruptionen von dazitischer Lava begannen an einem Ort etwas südwärts des heutigen Unzen und verschoben sich mit der Zeit nordwärts.
In den ersten 200.000 Jahren wuchs der Vulkan schnell und bildete einen großen Kegel. Spätere Eruptionen in den folgenden 150.000 Jahren füllten einen großen Teil des Grabens aus. Anfänglich war die Aktivität von andesitischer, blockiger Lava und Aschefluss geprägt, doch vor 500.000 bis 400.000 Jahren änderten sich die Ausbrüche zu dazitischen Bimsflüssen und aus der Luft ausfallenden Ablagerungen. In der Zeit von vor 400.000 bis 300.000 Jahren hinterließen pyroklastischer Ströme und Lahare jene Ablagerungen, die den Hauptteil des den Vulkan umgebenden Fächers von vulkanischen Sedimenten bilden. Vor 300.000 bis 150.000 Jahren lagerten sich dicke phreato-magmatische Ablagerungen ab, die durch Kontakt heißer Schmelze mit Wasser entstehen, was auf eine rasche Auffüllung des Grabens durch den Vulkan zu dieser Zeit hindeutet.
Die Aktivität in den letzten 150.000 Jahren fand an einer Anzahl verschiedener Orte des vulkanischen Komplexes statt. Dadurch entstanden vier Hauptgipfel:
- der Nodake (70.000 bis 150.000 Jahre alt)
- der Myokendake (25.000 bis 40.000 Jahre alt)
- der Fugen-dake (jünger als 25.000 Jahre)
- und der Mayuyama (4000 Jahre alt).
Am Fugen-dake, der nur etwa sechs Kilometer vom Zentrum der Stadt Shimabara entfernt liegt, fanden in den letzten 20.000 Jahren die meisten Eruprionen statt.
Der erste dokumentierte und beobachtete Ausbruch des Unzen datiert aus dem Jahr 1657. Seinen heftigsten Ausbruch in historischen Zeiten erlebte der Vulkan 1792 mit einem großen dazitischen Ausfluss vom Fugen-dake. Nach dem scheinbaren Abschluss des Ausbruchs kollabierte in Folge eines Erdbebens die Ostflanke des Mayuyama unerwartet. Die daraus resultierende Lawine rutsche mit bis zu 200 Stundenkilometern in den Ozean und löste einen 20 Meter hohen Tsunami aus, der die Stadt Shimabara nahezu vollständig zerstörte und mehr als 15.000 Menschen das Leben kostete. Dies war die bis heute folgenreichste geologische Eruption in Japan.
Aktivitätsphase von 1990 bis 1995
Nach der großen Eruption von 1792 galt der Unzen als temorär inanktiv. Im November des Jahres 1989 zeigten sich erstmals wieder seismische Aktivitäten in der Nähe des Vulkans, als in einer Tiefe von 20 Kilometern unter der Bucht von Chijiwa – etwa zehn Kilometer westlich des Berges – schwache Erdbebenschwärme registriert wurden. Deren Hypozentrum wanderte mit der Zeit ostwärts, bis es im Juli 1990 unter dem Fugen-dake lag. Unmittelbar darauf verzeichneten die Messstationen den ersten Tremor. Tremore sind regelmäßige Erdstöße, die auf den Aufstieg von Magma oder die Schwingung von Gasen in den Vulkanschloten erzeugt werden. In den Monaten zwischen August und November 1990 intensivierten und häuften sich sowohl die Erdbeben als auch die Anzahl der Tremore. Die japanischen Vulkanologen vor Ort rechneten mit einem Ausbruch.
Die erste phreatomagmatische Eruption ereignete sich am 17. November. Im Zuge dieser Aktivität bildeten sich zwei kleine temporäre Krater. Nach Beendigung der kurzen Eruption bildete man ein Komitee, welches die Überwachung und die Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung organisieren sollte. Während im Dezember kaum aktivitäten festgestellt wurden, verstärkten sie sich ab Januar 1991 erneut. Am 12. Februar kam es am Nachmittag zu einer erneuten, diesmal stärkeren, phreatomagmatischen Eruption aus einem neu entstandenen dritten Krater, nachdem sich bereits vormittags neue Fumarolenfelder am Hang gebildet hatten. Durch die sich verstärkende Tätigkeit des Unzen alarmiert, entwickleten die Behörden einen Plan zur Evakuierung von 16.000 Menschen, die in der Gefahrenzone (im Umkreis von zehn Kilometern vom Berg) möglicher pyroklastischer Eruptionen lebten.
Die Eruptionen hielten abgeschwächt durchgehend bis zum 29. März an, und erreichten vorerst nicht die Stärke vom Februar. Dies änderte sich zur Monatswende März / April, als sie sich erneut verstärkten. Im April blieb die seismische Tätigkeit des Unzen nahezu unverändert. Zu Mitte des Mai jedoch maßen die Wisschenschaftler unter dem Berg eine Zunahme der Erdbeben und Tremore. Am 15. Mai ergoss sich ein erster Lahar – ausgelöst durch Regenfälle, welche sich mit den dünnen Ascheablagerungen verbunden hatten – ins Tal des Flusses Mizunashi. (In den nächsten Wochen bildeten sich noch weitere Schlammflüsse.) Daraufhin begann die Evakuierung der Bevölkerung. Fünf Tage später, am 20. Mai, schob sich im flachen Jigokuato-Krater ein erster Lavadom empor. [1] Ihm sollten noch viele weitere folgen. Der Dom wuchs begleitet von Erdstößen rasch und hatte schon bald den Kraterrand erreicht, über den er hinauswuchs. So war bald der gesamte Gipfel des Unzen von ihm überzogen. Der Abfluss des Doms begann am 26. Mai, als ein kleines Stück von ihm abbrach und an der Bergflanke einen primären pyroklastischen Strom erzeugte, welcher eine Länge von 2,5 Kilometern erreichte.
Gegen Ende des Monats bildeten sich am Vulkan innerhalb nur eines Tages 35 pyroklastische Ströme. Zwar waren die meisten von ihnen nahezu unbedeutend klein, doch die außergewöhnliche Häufung dieses ansonsten eher seltenen Phänomens ließ nun auch vermehrt europäische Vulkanologen auf die Tätigkeiten des japanischen Berges aufmerksam werden. Viele reisten nur wenige Tage später an und schlugen ihr Lager gemeinsam mit Journalisten und Fotografen am Fuß des Berges in der evakuierten Zone auf.
Anfang Juni, am 3. des Monats, begann der lange erwartete Ausbruch des Unzen. Dieser war möglicherweise das Ergebnis einer Druckentlastung der Magmasäule nach einem Erdrutsch im Krater. Der Vulnan stieß Aschewolken aus. Es bildete sich ein pyroklastischer Strom bis dahin nicht gekannten Ausmaßes. Er bediente sich für seien Lauf des Flusstals des Mizunashi. Da dieses aber durch die bereits im Mai abgegangenen Lahare nahezu ausgefüllt war, sprang der Strom auf benachbarte Täler über. Dabei starben 43 Wissenschaftler und Journalisten, die mit Autos von ihrem Lager in die ihrer Meinung nach sicheren Täler aufgebrochen waren. Unter den Opfern waren auch die damals bekanntesten Vulkanolgen überhaupt: Das französische Ehepaar Katia und Maurice Krafft sowie der US-Amerikaner Harry Glicken. Ihre Kollegen konnten vom Stützpunkt aus den Lauf des pyroklastischen Stromes verfolgen, ehe dieser nach 4,5 Kilometern zum Stillstand kam.
Die Evakuierung der Anwohner, die in mehreren Schritten abgelaufen war, konnte am 7. Juni ohne Zwischenfälle abgeschlossen werden. Am darauffolgen Tag übertraf ein weiterer pyroklastischer Strom, der sich vom Lavadom gelöst hatte, die Reichweite des Stromes vom 3. Juni um einen Kilometer. Er wälzte sich – wie alle bisherigen ebenfalls – den Osthang des Unzen hinab. Am 9. Juni bemerkten die Geologen vor Ort, dass sich am Rand des ersten ein zweiter Lavadom ausgebildet hatte. Aus diesem gingen in den folgenden Moanaten neue pyroklastische Ströme hervor. Am 11. Juni eruptierte ein Teil dieses neuen Doms. Durch diese Explosion wurden Bimssteine bis in die nahe Küstenstadt Shimabara geschleudert. Der dortigen Bevölkerung wurde geraten, in ihren Häusern zu bleiben. Am 17. Juni ging nach einer erneuten starken Eruption ein Ascheregen über der 9,7 Kilometer südwestlich vom Berg auf der anderen Seite der Shimabara-Halbinsel an der Küste gelegenen Stadt Obama nieder.
Drei Jahre lang füllte die Lava kontinuierlich die Gipfelkrater auf und bis 1994 wurden elf weitere Lavadome beobachtet, welche in dieser Zeit für mindestens 10.000 kleine bis winzige pyroklastische Ströme verantwortlich waren, die nun neben der Ost- auch die Nord- und die Südflanke hinunterglitten.
Ab 1993 ließ der Lavaausstoß allmählich nach und zur Mitte des Jahres 1994 verlangsamte sich die Aufwölbung des elften Lavadoms signifikant. Ein Jahr darauf, im Sommer 1995, ließen die nur noch vereinzelten Eruptionen nach und klangen schließlich ganz ab. Die Oberflächentätigkeit des Vulkans wurde solfatarisch. Trotz der Beruhigung registrierte man weiterhin mehrere Dutzend Erdbeben und einige Tremore pro Monat.
Zwischen der ersten ersten und der letzten an der Oberfläche sichtbaren vulkanischen Tätigkeit waren während dieser Ausbruchsphase gut viereinhalb Jahre vergangen. Während dieser Zeit wurden etwa 2.000 Häuser zerstört. Außer den 1991 ums Leben gekommenen wisschenschaftlern forderte der Ausbruch jedoch dank guter Schutz- und Evakuierungsplanung keine weiteren Opfer. Seit dem Ende der Eruptionen haben heftige Regenfälle regelmäßig pyroklastisches Material in Bewegung gesetzt und neue, wenn auch kleinere, Schlammlawinen ausgelöst.
Der Unzen selbst hat sein Gesicht gravierend verändert. War er vor 1990 ein zugewachsener grüner Berg, ist seine Gipfelregion heute aufgrund der zahlreichen abgegangenen pyroklastischen Ströme und Lahare kahl und wüst. Besonders stark die Ostflanke ist betroffen. Dort zieht sich die vegetationslose Zone bis hinab in die Täler, in welchen zum Teil noch heute meterhoch erhärtete vulkanische Ablagerungen liegen und keine Pflanze wächst. Viele Quadratkilometer Ackerland rund um den Vulkan sind auf Jahre hinaus unnutzbar und mehrere Tausend Menschen mussten umgesiedelt werden. Einige konnten bis heute nicht in ihre Heimat zurückkehren.
Forschung und Überwachung des Vulkans
Der Unzen gilt als einer der am Besten erforschten und überwachten Vulkane der Welt. Über ihn zieht sich nicht erst seit den jüngsten Ausbrüchen ein Netz aus Seismographen und anderen geophysikalischen Messtationen. Zudem befindet sich an seinem Sockel ein Vulkanobservatorium.
Der Vulkan wurde bereits 1991 im Rahmen der Internationalen Dekade zur Bekämpfung von Naturkatastrophen der Vereinten Nationen zu einem der 16 Vulkane des Jahrzehnts erklärt. Dies wurde mit seiner Geschichte heftiger Ausbrüche und seiner Lage in dicht besiedeltem Gebiet begründet.
Zum Schutz Shimabaras aber auch der kleineren Dörfer nahe des Berges vor weiteren pyroklastischen Strömen, begann man nach dem Ausbruch damit, an der Ostflanke betonierte Auffangkanäle anzulegen. Diese setzen an den Enden der alten pyroklastischen Ablagerungen an und sollen bei einem erneuten Ausbruch neue Ströme kontrolliert lenken. Die zwei Hauptkanäle treffen in einem knapp 600 Meter weiten Becken zusammen. Von dort führt der Abfluss weiter durch Shimabara und ins Meer. Jedoch sind nicht die ganzen Strecken bis zum Sammelbecken ausgeschachtet. Zum Teil diesen auch lediglich hohe Betonwände als schutz, die die Ströme in der Bahnhalten sollen. Der längste Kanal hat vom Hang bis zum Ozean eine Länge von gut 5,8 Kilometern.
Bohrung in den Schlot
Im Jahre 1999 wurden Pläne entwickelt, eine Bohrung in das Innere des Vulkans niederzubringen. Dabei wollte man bis in den Schlot vorstoßen und Magma vom vier Jahre zurückliegenden Ausbruch sammeln. Zusätzlich sollten einige grundlegende Fragen der Vulkanologie geklärt werden, wie etwa
- warum das Magma wiederholt die gleichen Kanäle benutzt, obwohl diese am Ende eines jeden Ausbruches durch erkaltetes Gestein verstopft sind und
- wie das Magma auf seinem Aufstieg genug Gas verlieren kann, um beim Herausfließen zu erstarren anstatt zu explodieren.
Interessant war für die Forscher auch die Tatsache, dass man während des Ausbruchs von 1990 bis 1995 kaum Gase in der Lava des Unzen gefunden hatte. Man vermutete, das diese während des Aufstieges im Schlot verblieben sind.
Das Vorhaben, das unter der Leitung des Geologen Setsuya Nakada von der Universität Tokyo durchgeführt wurde, barg jedoch zahlreiche Risiken. Noch nie war ein tätiger Vulkan angebohrt worden und die Wissenschaftler konnten sich nicht sicher sein, nicht auf eine Gasblase zu stoßen und so einen erneuten Ausbruch zu provozieren. Auch die einheimische Bevölkerung stand dem Projekt sehr kritisch gegenüber. Sie verehrt den Berg als Heiligen und hält es für falsch, ihn in seiner gerade wiedererlangten Ruhe zu stören. Aus diesem Grunde musste ein Shintō-Priester. Dieser erteilte dem Vulkan seinen Segen und willigte anschließend in die Bohrung ein.
Man vermutete im Schlot Temperaturen von bis zu 600° Celsius. Um einem Schmelzen der Borgestänge vorzubeugen, wurden diese permanent mit Kühlflüssigkeit gekühlt, welche von mit Dieselmotoren angetriebenen Pumpen in die Tiefe befördert wurde. Zunächst begannen die Testbohrungen, um die Machbarkeit eines tiefen Bohrloches zu prüfen. Es wurden zwei Löcher mit 750 Metern und 1.500 Metern Tiefe niedergebracht. Die gewonnenen Bohrkerne wurden verwendet, um die Eruptionsgeschichte des Unzen besser verstehen zu können. Ein weiteres, 350 Meter tiefes Loch wurde genutzt, um Methoden für das eigentliche Tiefbohrprojekt zu erproben.
Die eigentliche Hauptbohrung, für die 60 Bohrstangen á 30 Metern Länge bereitstanden, begann im Februar 2003 an der Nordflanke des Vulkans. Die bohrung hatte einen Durchmesser von 44,5 Zentimetern und führte zunächst in einem Winkel von 25° von der Senkrechten in den Vulkan. Schon bals stellte man fest, dass das Innere des Beregs sehr zerklüftet sein musste, denn das Kühlwasser des Bohrers versickerte nach einiger Zeit. Dieser Umstand führte schließlich zu einer viermonatigen Unterbrechung des Projektes, da den Verantwortlichen das Geld ausgegangen war. Nach der Wiederaufnahme der Bohrung schwenkte man dem Bohrkanal in größeren Tiefen in Richtung des Eruptionskanals und erreichte bei 800 Metern Tiefe eine Neigung zur Senkrechten von 75°. Als man die geplante Bohrtiefe von 1.800 metern ereeicht hatte, war man noch nicht auf den Schlot getroffen. Diesen erreichte man erst im Juli 2004 bei einer Bohrungslänge von 1.995 Metern (andere Quellen sprechen von 1.550 Metern). Die Tiefe unter dem Gipfel betrug zu diesem Zeitpunkt 1.500 Meter.
Erstaunlicherweise lag die Temperatur im Schlot nur bei etwa 155° Celsius. Als Gründe hierfür führten die Geologen eine starke Verästelung des Ausbruchskanals an, sodass die kleineren Mengen Magma schneller hätten abkühlen können. Wie erwartet fand man im Schlot sehr viel Gas, sowohl in Form von Einschlüssen als auch als Gasblasen. Diese stellten jedoch keine Gefahr für die Bohrung dar. Die Forscher vermuten zudem, dass dieses Gas, bei einem Ausbruch durch das poröse Gestein in einer Art hydrothermaler Zirkulation ins Freie gelangt und sich so nicht mit dem Magma binden kann. Dies würde den niedrigen Gasgehalt des Magmas erklären.
Die aus dem Inneren des Unzen gewonnen Borkerne wurden in einem Labor in der japanischen Stadt untersucht und ausgewertet. ´Gesteinsproben sollen nun an Vulkanologen in der ganzen Welt verschickt werden.
Einzelnachweise
Literatur
- Hoshizumi H., Uto K., Matsumoto A.: Core stratigraphy of the Unzen Scientific Drilling: Volcanic History of the Unzen Volcano, Kyushu, SW Japan. 2001, American Geophysical Union, Fall Meeting 2001
- Hoshizumi H., Uto K., Matsumoto A., Kurihara A.: Growth History Of Unzen Volcano, Kyushu, Japan. 2004, American Geophysical Union, Fall Meeting 2004
- Sakuma S., Nakada S., Uto K.: Unzen Scientific Drilling Project: Challenging drilling operation into the magmatic conduit shortly after eruption. 2004, American Geophysical Union, Fall Meeting 2004
- Uto K., Hoshizumi H., Matsumoto A., Oguri K., Nguyen H.: Volcanotectonic history of Shimabara Peninsula and the evolution of Unzen volcano in Southwest Japan. 2001, American Geophysical Union, Fall Meeting 2001
- Uto K., Nakada S., Shimizu H., Sakuma S., Hoshizumi H.: Overview and the achievement of the Unzen Scientific Drilling Project. 2004, American Geophysical Union, Fall Meeting 2004
Weblinks
- Der japanische Vulkan Unzen Vorstellung des Berges auf ZDF.de
- Vorstoß ins Innere des Vulkans Bericht über die Bohrung auf ZDF.de
- Gewagtes Projekt: Forscher bohren Vulkan-Schlund auf Bericht über die Bohrung auf SPIEGELonline
