Der Vulkan Merapi
- Die Lokalisation des Merapi auf Zentraljava
Der Merapi (indones.: "Feuerberg") zählt zu den Hochrisikovulkanen der Erde.
Er befindet sich auf Zentraljava, oberhalb der Subduktionszone zwischen der Eurasischen und der Indoaustralischen Platte Diese Subduktionszone erstreckt sich über etwa 2000 km von Sumatra bis zu den kleineren Sundainseln.
90% aller Vulkane an Land wurden durch Subduktionszonenvulkanismus gebildet. Die an einer solchen Subduktionszone situierten sog. Strato-Vulkane weisen sich in der Regel durch ihren kegelförmigen Aufbau aus einer Wechselfolge von explosiv geförderten Lockerstoffen und effusiv ausgeflossenen Lavaströmen aus.
Explosivität ist der vorherrschende Fördermechanismus. Durch Subduktionsvorgänge aufgeschmolzenes zähfließendes, schwer entgasendes Magma gelangt an den Schwächezonen der überlagernden Platte nach oben, wobei die Gase unter dem Druck der Erdkruste zunächst noch gelöst bleiben, vergleichbar mit einer geschlossenen Sektflasche. Das Aufreißen einer Erdspalte führt zu Druckentlastung, es kommt zum Aufschäumen, zum Aufsteigen und zur Eruption, da das Gas aus dem zähflüssigen Magma nicht ruhig entweichen kann. Im Gasstrahl enthaltenen Pyroklastika (von pyros, grch.: Feuer, klastein, grch.: zerreißen) können dabei mehrere Kilometer hoch in die Luft geschleudert werden. Stark mit Pyroklastika angereicherte Gase schießen als sogenannte Glutwolken und Glutlawinen (nuées ardentes) die Vulkanhänge hinunter.
Auch die Eruptionstätigkeit des Merapi ist gewöhnlich gekoppelt mit pyroklastischen Strömen. In Wiederholungsperioden von weniger als zwei Jahren finden vulkanische Aktivitäten statt. Damit stellt der Merapi eine permanente Bedrohung für 2 Millionen Menschen, die in der unmittelbaren Umgebung des Vulkans leben, dar.
Pyroklastische Ausbrüche gefährden die Umgegend in einem Radius bis zu 50 km. Gravitative Domkollapse, hauptsächlich während der Regenzeit, führen zu Glutwolken, die mit Geschwindigkeiten bis zu 100 km/h zu Tal stürzen. Regenfälle lösen wiederholt Lahars (Schlammlawinen) aus.
Um die Mechanismen der Eruptionsvorgänge zu erklären, sind Kenntnisse über die innere Struktur des Vulkans nötig. Im August 1997 wurde ein entsprechendes GPS- und Schwerewiederholungsnetz installiert.
Das Beobachtungsnetz
Die Schwerewerte wurden mit vier Relativgravimetern entlang Profilen zweifach auf dem Hin- und Rückweg beobachtet. Jede Messung besteht aus mindestens drei Ablesungen. Nach der Beobachtung sämtlicher Profile wurden zusätzliche netzstabilisierende Diagonalen beobachtet.
Zur Positionierung mittels GPS wurden für die ersten vier Kampagnen (1997-1999) drei Zweifrequenzempfänger benutzt. Ein Empfänger diente simultan während den Gravimetermessungen als Rover. Der zweite Empfänger wurde als Referenz eingesetzt und der letzte war im Merapi Volcano Observatory in Yogyakarta fest installiert. Bei den Messungen im August 2000 wurden vier Trimble 4000SSE Empfänger des Instituts für Physikalische Geodäsie der TU Darmstadt sowie zwei Leihgeräte des BKG Frankfurt eingesetzt. Durch den Mehrumfang der GPS-Receiver konnte eine neue Messanordnung aufgestellt werden. Die Gravimetrie- und GPS-Beobachtungen wurden daher voneinander getrennt durchgeführt. Damit ließen sich wesentlich längere GPS-Beobachtungszeiten als in vorherigen Kampagnen erzielen.
Die Überwachung eines Vulkans dient zur Aufzeichnung sichtbarer sowie unsichtbarer Veränderungen des Vulkans und seiner Umgebung und stellt die Basis für die Modellierung seines charakteristischen Verhaltens dar.
- Ein Ausschnitt des Beobachtungsnetzes am Vulkan Merapi
Ziel der Dissertation
Ziel der Arbeit ist, ein Verfahren zu entwickeln, welches aus zeitlichen Schwere- und Höhendifferenzen an diskreten Messpunkten zeitliche Potenzialdifferenzen ermittelt. Die Untersuchung dieser Potenzialdifferenzen soll Aufschlüsse über bevorstehende Eruptionen und ihre Eruptionsmagnitude gestatten. Insofern dienen die zeitlichen Potenzialänderungen in diesem Falle als beschreibende Größe des Eruptionsverhaltens des Vulkans Merapi wie zeitliche Schwere- und Höhenänderungen auch.
Dennoch birgt die Wahl der skalaren Größe des Potenzials wesentliche Vorteile...
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