Die schlafenden Vulkane der Ägäis

8 January 2026, by Christian Hübscher und Jonas Preine

Photo: Thomas Ronge

Das Forschungs-Bohrschiff Joides Resolution im Ägäischen Meer. Ziel der „Expedition 398“ war es, den Meeresboden rund um die griechische Inselgruppe Santorini zu untersuchen.

Nicht nur an Land, auch unter der Meeresoberfläche schlummern Vulkane. Vor der griechischen Inselgruppe Santorini sind es besonders viele. Wissenschaftler*innen wollen die zugrunde liegenden Erdprozesse besser verstehen – und stellen erste Ergebnisse einer internationalen Bohrschiff-Expedition vor.

Dieser Artikel erschien erstmalig in forschung, dem Magazin der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Ausgabe 2/2025 – hier geht es zum PDF.

Weltweit leben rund 800 Millionen Menschen in Regionen, die von Vulkanausbrüchen bedroht sind. Das ist mit Gefahren verbunden: Ascheregen, Glutlawinen, Erdbeben, Tsunamis, aber auch freigesetzte Aerosole oder versauerte Ozeane gehören dazu. All diese Ereignisse können das Leben von Menschen und Tieren sowie die gesamte Umwelt beeinflussen. Daher gehört es zu den zentralen Zielen der Erdsystemforschung, vulkanische Gefahren zu erkennen und die daraus resultierenden Risiken zu mindern.

Vulkane verstehen

Während Vulkane auf dem Festland relativ gut zugänglich sind und umfassend untersucht werden können, ist dies für die mehr als eine Million Vulkane am Meeresboden nicht der Fall. Die Forschungsmöglichkeiten an diesen submarinen Vulkanen sind stark eingeschränkt, da hierfür aufwendige Expeditionen nötig sind und die Vulkane oft nur oberflächlich beprobt werden können. Die limitierten Analysen von Meeresbodenproben haben zwar bereits zahlreiche fundamentale Erkenntnisse geliefert – doch wie sicher können wir sein, das Innere dieser Vulkane richtig verstanden zu haben? Antworten können Forschungsbohrungen im Rahmen des International Ocean Drilling Program (IODP³) liefern.

Erick Bravo

Das von einem internationalen Konsortium geförderte IODP³ und seine 1957 begonnenen Vorgänger repräsentieren eines der erfolgreichsten internationalen Kooperationsprogramme in den Geowissenschaften. Vonseiten der DFG werden wissenschaftliche Projekte im IODP³ durch ein Infrastruktur-Schwerpunktprogramm gefördert. Dies soll Wissenschaftler*innen ermöglichen, an Expeditionen teilzunehmen, Bohrvorschläge auszuarbeiten und Bohrfahrten auszuwerten.

Expedition in die Ägäis

Herzstück der marinen Bohrprogramme war bis vor Kurzem das Bohrschiff Joides Resolution (kurz JR), das Ende 2024 nach knapp 40-jähriger Dienstzeit in Rente geschickt wurde – ein Schiff, auf dem zuvor Hunderte Wissen­schaft­ler*innen aus aller Welt ihre Karrieren begonnen hatten. Dieses Schiff war es auch, das uns und eine etwa 30-köpfige Gruppe internationaler Kolleg*innen zwischen Dezember 2022 und Februar 2023 nach Santorini brachte – eine für Vulkanolog*innen ikonische Inselgruppe im Ägäischen Meer.

Sie liegt im Christiana-Santorini-Kolumbo-Vulkanfeld, das Teil des Südägäischen Vulkanbogens ist und zu den Kykladen gehört. Tatsächlich besteht Santorini nämlich aus drei Inseln, die eine geflutete Kaldera umgeben, also eine kesselförmige Vertiefung, die durch den Einsturz einer Magmakammer unterhalb eines Vulkans nach einem Ausbruch entsteht. Die Kaldera-Wand von Santorini ist eine ringförmige, 11 mal 7 Kilometer große Struktur mit bis zu 400 Meter dicken Ablagerungen vulkanischer Ausbrüche. Die ältesten vulkanischen Gesteine sind mehr als 650.000 Jahre alt.

Untergang minoischer Zivilisation

Dominiert wird die Gestalt der Inselgruppe von den Ablagerungen der über 100 Vulkanausbrüche, die es dort in den vergangenen 360.000 Jahren gegeben hat. Der bekannteste und größte Vulkanausbruch Santorinis war die sogenannte Minoische Eruption vor etwa 3600 Jahren. Diese explosive Eruption bedeckte die Siedlung Akrotiri mit Vulkanasche und löste Tsunamis aus, die die Küsten des östlichen Mittelmeers verwüsteten. Einige Forscher*innen vermuten, dass dieser Ausbruch die minoische Zivilisation auf Kreta schwächte und später zu ihrem Untergang beitrug.

Trotz jahrzehntelanger Forschung blieben viele Fragen zur geologischen Entwicklung Santorinis offen, insbesondere zu den Unterwasservulkanen. Vor etwa 20 Jahren begann daher eine durch die DFG geförderte, intensive Untersuchung des Christiana-Santorini-Kolumbo-Vulkanfelds, bei der man zahlreiche neue Vulkankegel am Meeresboden entdeckt und deren Risikopotenzial erkannt hat.

Sogenannte reflexionsseismische Messungen durch die Universität Hamburg zeigten, dass diese Vulkane in tektonischen Gräben liegen, das heißt Gräben, die durch Bewegungen der Erdkruste hervorgehoben wurden. Solche seismischen Aufnahmen ähneln medizinischen Röntgenbildern, liefern jedoch Einblicke unter den Meeresboden, die mehrere Kilometer tief reichen. Das funktioniert so: Hinter dem Forschungsschiff verläuft eine Signalquelle, die Signale laufen in den Meeresboden hinein und werden von geologischen Schichtgrenzen reflektiert. Ein mehrere hundert Meter langes Empfangssystem zeichnet die Reflexionen auf und wandelt sie in ein Querschnittsbild um. So wie aus Röntgenbildern auf Veränderungen im Körper geschlossen werden kann, können Geophysiker*innen so auf die Entwicklung des Untergrundes schließen. Aber das alleine reicht nicht: Ähnlich wie bei einer Biopsie in der Medizin ermöglichen nur Forschungsbohrungen gezielte Aussagen über die Zusammensetzung der abgebildeten Erdschichten.

Zeitreise per Bohrkern

Nachdem bereits 2018 erste Anträge auf solche Bohrungen bewilligt worden waren und auch das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel weitere seismische Messungen durchgeführt hatte, begann im Dezember 2022 die Expedition: 31 Wissenschaftler*innen aus neun Nationen gingen in Barcelona an Bord der Joides Resolution. Während der zweimonatigen Expedition führten wir an zwölf Orten Bohrungen durch, darunter vier innerhalb der Santorini-Kaldera. Trotz einiger technischer Herausforderungen durch instabilen Bimsstein und feinkörnige Asche erreichten wir mit der Expedition unsere Ziele und gewannen eine große Zahl an Bohrkernen mit jeweils wenigen Zentimetern Durchmesser. Diese enthielten vulkanische und andere Ablagerungen, die wir unter dem Begriff „Sediment“ zusammenfassen.

Wegen der geringen Wassertiefe kamen die Bohrkerne in rascher Folge an Deck, und so waren unsere Schichten an Bord sehr kurzweilig: Während die verschiedenen geologischen Teams die Sedimente charakterisierten und spezifizierten, untersuchten die Geophysiker*innen die Sedimentkerne im Abstand weniger Zentimeter und bestimmten die physikalischen Größen, zum Beispiel die spezifische Dichte, Radioaktivität oder die Dauer, mit der Schockwellen durch die Sedimente laufen.

Seit unserer Rückkehr arbeiten wir nun daran, die verschiedenen Erkenntnisse widerspruchsfrei zusammenzubringen und die Ausgangsfragen so umfangreich wie möglich zu beantworten. Derzeit werten wir die geophysikalischen Daten aus und integrieren sie in die seismische Datenbank der Universität Hamburg. Unsere Analyse von Bohrkernen und seismischen Daten ergab bereits Hinweise auf einen großen submarinen explosiven Ausbruch innerhalb der Kaldera von Santorini im Jahr 726 n. Chr., der mehrere Kubikkilometer Bims und Asche freisetzte. Dieses in Nature Geoscience publizierte Ergebnis widersprach der Lehrmeinung, dass nach verheerenden, Kaldera formenden Ausbrüchen in der Regel erneut massive explosive Eruptionen stattfinden.

Gigantische Eruptionen

Die Studie einer anderen Fachgruppe zeigte: Die IODP-Expedition 398 liefert Hinweise auf eine 90 Kubikkilometer umfassende Bimssteinschicht, die vor mehr als 765.000 Jahren durch einen submarinen Ausbruch des Ur-Santorini-Vulkans entstand. Dieser Ausbruch gehört zu den größten, die im südägäischen Vulkanbogen verzeichnet wurden, und verdeutlicht die Gefahren von explosiven Ausbrüchen unter der Meeresoberfläche (veröffentlicht in Nature Communications Earth & Environment).

Außerdem konnte eine um Santorini herum erbohrte und bis zu 200 Meter mächtige Ascheschicht einer gigantischen Eruption vor etwa 160.000 Jahren zugeordnet werden, 120 Kilometer von der Insel Kos entfernt. Diese in Science Advances veröffentlichte Studie unserer IODP-Kolleg*innen lieferte neue Erkenntnisse über den Unterwasser-Transport von vulkanischen Aschen.

Die bisherigen Erkenntnisse zeigen deutlich, dass wir ohne wissenschaftliche Bohrungen kein vollständiges Bild der Eruptionsgeschichte von marinen Vulkanen erhalten können. Für die Risikoabschätzung ist ein solches umfassendes Bild aber essenziell. Um noch mehr zu erfahren, wird die wissenschaftliche Arbeit an den gewonnenen Proben und Daten weitere Jahre in Anspruch nehmen.

Die Ergebnisse der Expedition tragen nicht nur zum Verständnis vulkanischer Prozesse bei, sondern unterstreichen auch die Bedeutung internationaler Zusammenarbeit in der Erdsystemforschung. Das Forschungsnetzwerk, das sich im Zuge der Auswertungen gebildet hat, trug Anfang 2025 substanziell zur Erforschung der besorgniserregenden Erdbebenschwärme rund um Santorini bei. Unabhängig von den wissenschaftlichen Erkenntnissen bleibt allen Teilnehmer*innen die Zeit an Bord der Joides Resolution als intensive Phase des gemeinsamen Forschens und Denkens in Erinnerung.