Eine Studie zeigt, dass Magmen aus kontinentalen Intraplattenvulkanen gelöste Kohlendioxid-(CO₂)-Konzentrationen von mehreren Gewichtsprozent enthalten, deutlich höher als bisher angenommen.
Die Analyse von in Kristallen eingeschlossenen Magmatropfen zeigt, dass der Ausbruch dieser Vulkane mit massiven CO₂-Emissionen einhergeht, die wesentlich zu den CO₂-Flüssen in die Atmosphäre im irdischen Kohlenstoffkreislauf beitragen.
CO₂ in Magmen direkt messen
Die meisten Schätzungen des CO₂-Gehalts von Magmen beruhen auf indirekten Ansätzen, da diese beim Aufstieg zur Oberfläche stark entgasen. In dieser Studie stützten sich die Forscher auf Proben aus der vulkanischen Provinz Bas-Vivarais (Ardèche, Zentralmassiv), einer der jüngsten aktiven Vulkanregionen im französischen Mutterland. Genauer analysierten sie in Olivinkristallen eingeschlossene Magmatropfen, sogenannte magmatische Einschlüsse.
Durch den Einsatz einer innovativen Hochdruck- und Hochtemperatur-Experimentiertechnik, die die Bedingungen einer Magmakammer in der Tiefe simuliert, konnten sie die Menge an CO₂ im Magma vor dessen Entgasung direkt messen. Die Ergebnisse zeigen Konzentrationen von bis zu 4,8 Gewichtsprozent CO₂, die höchsten, die bisher für diesen Vulkantyp gemeldet wurden.
Maximale gemessene CO₂-Gehalte in siliziumarmen Magmen im kontinentalen Intraplattenkontext (blaues Dreieck) und für ozeanische Inseln (roter Kreis). Ein lang unterschätzter Kohlenstoffreichtum
Diese Studie zeigt auch, dass dieser außergewöhnliche CO₂-Reichtum der Magmen tatsächlich eine Anreicherung des Quellmantels mit Kohlenstoff widerspiegelt und ein breites Spektrum von Intraplatten-Vulkanprovinzen weltweit betreffen könnte. Die Ergebnisse deuten somit darauf hin, dass CO₂-reiche Magmen in Intraplatten-Kontexten, insbesondere in kontinentalen Umgebungen, eher die Regel als die Ausnahme darstellen.
Die Rolle kontinentaler Intraplattenvulkane im globalen Kohlenstoffkreislauf überdenken
Diese Arbeit zeigt, dass kontinentale Intraplattenvulkane weit größere Mengen an CO
2 in die Atmosphäre freisetzen können, als ihre bescheidene Größe vermuten lässt. Werden diese Werte auf alle Intraplatten-Vulkanprovinzen extrapoliert, könnten diese Emissionen höher sein als erwartet, mit erheblichen Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf und die Wechselwirkungen zwischen Vulkanismus und Klima auf geologischen Zeitskalen.
In Zukunft müssen der Beitrag kontinentaler Intraplattenvulkane zum globalen CO
2-Fluss, obwohl gering im Vergleich zu anthropogenen Emissionen, und ihr Potenzial, Erwärmungsperioden auszulösen, im Lichte dieser neuen Schätzungen neu bewertet werden.
CO₂-Emissionen und produziertes Magmavolumen bei jüngsten Ausbrüchen. Menge an emittiertem CO₂ pro Einheit des produzierten Magmavolumens (Mt·km⁻³; Kreise, mit der rechten Ordinate) und produziertes Magmavolumen (km³; Rechtecke, mit der linken Ordinate) für eine Reihe von jüngsten, historischen und prähistorischen Eruptionen, einschließlich des Jaujac-Ausbruchs in der Provinz Bas-Vivarais (diese Studie). CNRS INSU