Katla

Lage und Aufbau

Die Katla ist einer der aktivsten Vulkane Islands. Sie liegt im Süden des Landes, gut 50 km östlich von Hvolsvöllur und etwa 10 km nördlich von Vík í Mýrdal. Der rund 200.000 Jahre alte, 1450 m hohe Vulkan ist größtenteils vom Mýrdalsjökull bedeckt. Dieser besitzt eine Oberfläche von 580 km² und ist die viertgrößte Gletscherkuppe Islands.

Katla ist ein subglazialer Vulkan, also ein Vulkan unter einem Gletscher, und der Zentralvulkan eines etwa 100 km langen Vulkansystems. Dessen Spaltensystem reicht von der Eldgjá im Nordosten bis zu den Westmännerinseln vor der Südküste. Es liegt am östlichen Rand der östlichen Vulkanzone, wo sich eine lineare Riftzone und ein steiler Anstieg der Erdkrustendicke kreuzen.

Die 200 bis 700 m dicke Eisplatte des Mýrdalsjökull bedeckt auch die Caldera, den durch Einbruch entstandenen großen Vulkankessel. Diese umfasst etwa 80 km², ist 10 km breit, 14 km lang und 500 bis 700 m tief. Ihre Randgipfel, meist Lavadome aus dem kieselsäurereichen Gestein Rhyolith, erreichen bis zu 1380 m. Unter dem Vulkan liegt vermutlich in etwa 2 bis 3 km Tiefe eine Magmakammer mit einem Fassungsvermögen von ungefähr 10–12 km³. Wichtige Talgletscher sind der Entujökull im Nordwesten, der Sólheimajökull im Süden und der nach Osten fließende Kötlujökull.

Aktivität und Ausbruchsgeschichte

In den letzten 1000 Jahren brach die Katla etwa zwanzigmal aus, durchschnittlich ungefähr zweimal pro Jahrhundert. Nach heutigem Wissensstand gilt sie als zweitgrößter Vulkan Islands und erzeugte einige der explosivsten Ausbrüche der Landesgeschichte. Weil Magma unter dem Eis aufsteigt, entstehen besonders heftige hydromagmatische beziehungsweise phreatomagmatische Eruptionen: Heißes Magma trifft auf Wasser oder Eis, Wasserdampf dehnt sich explosionsartig aus und zerreißt das vulkanische Material in sehr kleine Teilchen. Die Folgen sind weitreichender Aschenfall und gefährliche Gletscherläufe, auf Isländisch jökulhlaups.

Die Aktivität lässt sich mindestens 200.000 Jahre zurückverfolgen. Katla förderte vor allem basaltisches Magma, aber auch rhyolithische Lava und Ignimbrite, also Ablagerungen heißer pyroklastischer Ströme, sowie dazitische Tephra. Tephra ist ausgeworfenes vulkanisches Lockermaterial. Rund um den Vulkan wurden mehr als 100 basaltische und mindestens zwölf rhyolithische Tephralagen aus den letzten 10.000 bis 1.000 Jahren nachgewiesen. Hinzu kommen Spuren von fünf bis zehn effusiven Eruptionen, bei denen überwiegend flüssige Lava austrat.

Der gewaltigste bekannte Ausbruch war die Sólheimar-Eruption um 10600 v. Chr. Sie ist die einzige bislang an Katla nachgewiesene Plinianische Eruption, also ein äußerst explosiver Ausbruch mit hoher Eruptionssäule. Dabei entstanden 10 km³ rhyolithische Tephra, Lahare und pyroklastische Ströme. Wahrscheinlich bildete oder vergrößerte sich damals die Caldera. Die Asche ist rund um den Nordatlantik verbreitet und dient der Tephrochronologie, der Datierung mithilfe von Ascheschichten. Sie heißt international „ash 1“, in Island Skóga-Tephra und in anderen skandinavischen Ländern Vedde-Tephra.

Spät 822 oder früh 823 löste ein Ausbruch im Nordwesten des Mýrdalsjökull einen Gletscherlauf aus, der etwa 600 km² überflutete. Begrabene Baumstümpfe des Birkenwäldchens Drumbabót ermöglichten 2017 die Datierung. Die Eruption und weitere nicht lokalisierte Ausbrüche könnten zu den besonders kalten und feuchten Jahren 821–824 in Teilen Europas und Asiens beigetragen haben.

Die mit Katla verbundene Spalte Eldgjá wurde in den 930er Jahren reaktiviert. Als Beginn werden häufig 934 und in jüngeren Arbeiten 939 genannt; die Aktivität dauerte wahrscheinlich mindestens bis Herbst 940. Der Ausbruch setzte etwa 219 Millionen Tonnen Schwefeldioxid frei, rund das 24-Fache der Pinatubo-Eruption von 1991, und produzierte ungefähr 18 km³ Lava. Diese floss in zwei Strömen bis zum Meer.

Historische Ausbrüche und Folgen

Seit dem späten Mittelalter konzentriert sich die Aktivität vor allem auf die Vulkanspalte Kötlugjá. Gut belegt sind Ausbrüche in den Jahren 1580, 1612, 1625, 1660, 1721, 1755, 1823, 1860 und 1918. Besonders die Ereignisse von 1262, 1625, 1721 und 1755 richteten größere Schäden an. Asche erreichte Skandinavien und Westeuropa; Bauernhöfe wurden zerstört oder verlegt, und Weideland wurde durch Tephra und mitgeführtes Gesteinsmaterial unbrauchbar.

Der Ausbruch von 1660 erzeugte wenig Asche, aber einen starken Gletscherlauf. Dieser riss unter anderem die Kirche und den Bauernhof Höfðabrekka fort. Danach wurden alle Höfe auf dem Mýrdalssandur aufgegeben. 1721 kam es zu einem der größten explosiven Ausbrüche und einem gewaltigen Gletscherlauf, dessen Wellen sogar auf den Westmännerinseln Schäden verursachten; dort wurden jedoch keine Todesopfer berichtet. Kleinere Ereignisse mit schwachen Gletscherläufen und wenig Tephra sind für 1823 und 1860 belegt. Umstritten ist die These, der Ausbruch des Eyjafjallajökull von 1821 habe den Katla-Ausbruch von 1823 vorbereitet.

Die letzte eindeutig belegte Eruption begann am 12. Oktober 1918. Um 13 Uhr kündigte sie sich durch ein starkes Erdbeben an; etwa zwei Stunden später stieg aus der Kötlugjá eine 14 km hohe Eruptionssäule auf. Der starke Tephrafall zerstörte den Hof Búlandssel. Gleichzeitig brachen am Kötlujökull Gletscherläufe hervor und überschwemmten große Teile des Mýrdalssandur. Eine weitere große Flutwelle folgte um 17 Uhr.

Auf dem Höhepunkt flossen schätzungsweise 200.000 m³ Wasser und Schlamm pro Sekunde über den Sander; zum Vergleich nennt der Artikel für die Amazonasmündung 175.000 m³/s. Die Flut bewegte sich mit etwa 15–20 km/h und transportierte Eisblöcke von bis zu 200 m Länge und 18 m Höhe. Ihr Gesamtvolumen wird auf drei bis fünf km³ geschätzt. Sie bedeckte mehr als 50 Prozent beziehungsweise rund 400 km² des Mýrdalssandur. Durch 0,5–1 km³ Asche und Ablagerungen erhöhte sich dessen Oberfläche um ungefähr einen Meter. Die Eruption dauerte weitere 23 Tage und förderte insgesamt rund 0,7 km³ Tephra, entsprechend etwa 0,3 km³ Magma.

Kleinere subglaziale Eruptionen werden für 1955 und 1999 vermutet. 1955 zerstörten Gletscherläufe zwei Brücken, 1999 stieg der Abfluss auf dem Sólheimasandur innerhalb einer Stunde auf 4400 m³/s. Die Aussage des isländischen Präsidenten Olafur Grimsson von 2010, es gebe bereits Anzeichen für einen bevorstehenden sehr starken Ausbruch, wurde kritisiert, weil eindeutige Fakten fehlten. Fachleute betonten, ein Ausbruch sei möglich, Zeitpunkt und Stärke seien jedoch nicht vorhersagbar.

Gletscherläufe und typische Warnzeichen

Kleine Ausbrüche sind unter dem Eis schwer zu erkennen und können unbemerkt bleiben, wenn sie nur geringe Gletscherläufe erzeugen. Ein größerer Ausbruch kündigt sich laut historischen Berichten gewöhnlich etwa einen Tag vorher durch eine Erdbebenserie mit einem oder mehreren starken Beben an. Danach folgt eine explosive Phase mit mindestens 10–15 km hohen Eruptionssäulen. Die meist dunkle, mafische Tephra kann je nach chemischer Zusammensetzung Menschen und Tiere gesundheitlich schädigen. Häufig treten Blitze in der Eruptionssäule sowie donnernde und krachende Geräusche auf.

Die Hitze des Magmas schmilzt große Mengen Eis. Beim Kontakt von Schmelzwasser und heißer Lava entstehen Dampfexplosionen und zusätzliches Schmelzwasser. Sobald sich genug Wasser angesammelt hat, durchbricht das Gemisch aus Wasser, Schlamm, Eis und vulkanischem Material die Eisbarriere. Der Gletscher hebt sich, und die Flutwelle bricht darunter hervor.

Katlas Gletscherläufe dauern meist nur wenige Stunden, führen aber außerordentlich große Flüssigkeitsmengen. Wegen des starken Gefälles zwischen Gletscher und Meer bewegen sie sich schnell und können riesige Eisberge mitreißen. Von 17 nachgewiesenen Gletscherläufen flossen 15 nach Osten über den Mýrdalssandur, zwei nach Süden über den Sólheima- oder Skógasandur. Nur eine Flut strömte vor 1.600 Jahren nach Westen in die Ebene des Markarfljót und schuf die Schlucht Tröllagjá.

Am 9. Juli 2011 folgte auf Erdbeben in bis zu zehn Kilometern Tiefe ein Gletscherlauf aus drei Einbruchskesseln im Südosten des Mýrdalsjökull. Vermutlich war ein kleiner Ausbruch die Ursache, doch Fachleute waren sich darüber nicht einig. Die Flut zerstörte die Brücke der Ringstraße über den Múlakvísl. Ein Pegel-Frühwarnsystem ermöglichte die Straßensperrung etwa eine Stunde vorher; trotz eines Wasseranstiegs um fünf Meter wurde niemand verletzt. Rund 200 Menschen wurden vorsorglich evakuiert. Anfang Juli 2014 traten erneut stärkere Aktivität und am 8. Juli ein kleiner Gletscherlauf auf. Seine Ursache blieb ungeklärt; Anzeichen für eine bevorstehende große Eruption gab es nicht.

Landschaftsveränderung und Überwachung

Die Ausbrüche transportieren große Mengen Asche und Gestein bis ins Meer und verschieben dadurch die Küstenlinie. Trotz der Erosion zwischen den Ausbrüchen rückte die Küste vor dem Inselberg Hjörleifshöfði seit Beginn der Besiedlung Islands ab 870 n. Chr. netto um etwa fünf Kilometer ins Meer vor.

Katla ist derzeit der am besten überwachte Vulkan Islands. Zahlreiche Messstationen registrieren Erdbeben und andere Erdbewegungen. In den umgebenden Flüssen werden regelmäßig Mineraliengehalt, Gasgehalt und elektrische Leitfähigkeit untersucht. Außerdem erforschen Geologen Form und Lage des Untergrunds unter dem Gletscher, um die Caldera und mögliche Abflusswege besser zu bestimmen.

Nach den Berechnungen dürfte bei einem zukünftigen Ausbruch der größte Teil des Gletscherlaufs erneut über den Mýrdalssandur fließen. Für eine Flut in das Tal des Markarfljót, besonders vom Entujökull aus, wird eine Wahrscheinlichkeit von zehn Prozent angegeben. Für einen Gletscherlauf über den Sólheima- und Skógasandur beträgt sie zwölf Prozent. Diese Überwachung ist wichtig, weil Katla weiterhin aktiv ist und sich Zeitpunkt sowie Stärke eines zukünftigen Ausbruchs nicht zuverlässig vorhersagen lassen.