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Institut für Geophysik und Geologie (IGG) Geophysik
 

Elektrische Widerstandstomographie und SP-Messungen zur Tiefenerkundung der Long Valley Caldera/Kalifornien (USA) und deren aktiven Hydrothermalsystem.


Inhalt Kurze Zusammenfassung:

Die Long Valley Caldera (30 x 15 km) am Ostrand der Sierra Nevada (Kalifornien) stellt ein potentiell aktives vulkanisches Gebiet dar, das seit seiner Entstehung vor 760 000 Jahren durch permanente Aktivität (effusive Vulkanausbrüche, Bildung eines Resurgent Doms im Zentralteil der Caldera, Schwarmbeben, Hebungen bis 75 cm) gekennzeichnet ist. Seit dem Einsetzen einer erneuten Phase der Aktivität 1980 wird im Rahmen des Vulcanic Hazard Programs des US Geological Survey ein intensives Multiparametermonitoring (Seismizität, Deformationsmessungen, Magnetfeldbeobachtungen, Erfassung hydrologischer Parameter) durchgeführt. Internationale Forschungsprojekte ergänzen die Untersuchungen. Mineralische Alterationen (Vorkommen von Tonmineralen) an der Oberfläche, Temperaturanomalien, Fumarolen und Solfataren insbesondere im Umfeld des Resurgent Dom belegen das Vorhandensein eines aktiven Hydrothermalsystems in der Caldera und entstehen als Ergebnis der Zirkulation von magmatischen Gasen, Wärme und meteorischem Wasser. Die Beobachtung dieses Systems mit geeigneten geophysikalischen und geochemischen Methoden ist ein Ansatzpunkt, die künftige tektonische oder vulkanische Aktivität der Caldera oder damit verbundene Magmenbewegungen im Untergrund vorauszusagen.

Die Aktivität der Long Valley Caldera: Ergebnisse der DC-Geoelektrik
Die geoelektrische Tiefenerkundung der Long Valley Caldera auf einem 21 km langen Profil ergab ein aussagekräftiges 2D-Leitfähigkeitsbild des Untergrundes. Eine einzelne Magmenkammer unter dem Resurgent Dom konnte, ähnlich den Ergebnissen anderer geophysikalischer Verfahren, nicht nachgewiesen werden. Vielmehr sind kleinräumige, flache Magmenintrusionen insbesondere im Westteil der Caldera, die ein komplexes Hydrothermalsystem antreiben, als Ausdruck der permanenten vulkanischen Aktivität der Caldera anzunehmen. Störungszonen und deren Kreuzungen, die sich als leitfähige Fließpfade mit geringen Widerständen, aber auch im Eigenpotentialmuster äußern, spielen dabei eine dominierende Rolle. Die Widerstandsverteilung im Untergrund des Resurgent Doms mit geringen Leitfähigkeiten ist ein Beweis für das Strömungsmodell der Caldera, wonach der Dom bis in Tiefen von 2-3 km vom Hydrothermalsystem unbeeinflusst ist. Geoelektrischen Indikationen veränderter Aktivität der Caldera sind nach unseren Ergebnissen im Bereich der „upflow zone“ zu erwarten. Die räumliche Erstreckung der Elemente des Hydrothermalsystems im Westteil der Caldera sollte dazu mit geoelektrischen 3D-Messungen erfasst werden, um effiziente Standorte für die Detektion von Signalen vulkanischer Aktivität mit aktiven bzw. passiven (SP) elektrischen Methoden festzulegen.


Eine ausführliche Projektbeschreibung befindet sich hier als Download im PDF-Format (ca. 1 MB).

Projektträger DFG

Laufzeit des Projekts 1999 - 2002

Publikationen Pribnow, D.F.C.; Schütze, C.; Hurter, S.J.; Flechsig, Ch.; Sass, J.H. (2003): Fluid Flow in the Resurgent Dome of Long Valley Caldera: Implications from Thermal Data and Deep Electrical Sounding. Journal of Volcanology and Geothermal Research 127 (2003) 329-345 (Download als PDF)

Schütze, C.; Flechsig, Ch. (2002): Structural investigations of an active hydrothermal system beneath the Long Valley Caldera, California, using DC-resistivity imaging methods. Z. geol. Wiss. 30, 1 / 2, S. 119-129

Links International Continental Drilling Program Information Network
USGS Volcano Hazards Program - Long Valley Observatory
SPP ICDP der DFG

Kontakt Dr. Ch. Flechsig
email: geoflec(at)rz.uni-leipzig.de



 
e-mail: Webmaster, 11.04.2008