Wenn Magmen atmen: Wie Gase und Fluide das Verhalten von Supervulkanen prägen

Jun.-Prof. Dr. Juliana Troch, RWTH Aachen, Mitglied des Jungen Kollegs

Supervulkane gehören zu den eindrucksvollsten, aber auch rätselhaftesten geologischen Phänomenen unseres Planeten. Systeme wie der Yellowstone-Vulkan, die Phlegräischen Felder oder der Laacher See in der Eifel repräsentieren magmatische Reservoirs, in denen sich über lange Zeiträume hinweg hochdifferenziertes, zähflüssiges Magma ansammelt. Doch was entscheidet darüber, ob ein solches System ruhig bleibt oder in einer gewaltigen Eruption endet?

In diesem Vortrag geht es um die Rolle von Gasen und Fluiden – insbesondere von Wasser, CO₂ und anderen volatilen Komponenten – als treibende, aber auch stabilisierende Kräfte in magmatischen Systemen. Diese volatilen Bestandteile kontrollieren zentrale Prozesse: Sie bestimmen, wie schnell und in welchen Temperaturbereichen Magmen kristallisieren, wie intensiv chemischer Austausch mit dem umgebenden Gestein stattfindet, und ob sich Druck aufbaut. Dabei wirken sie oft kontraintuitiv: Ein höherer Gasgehalt kann zwar das Potenzial für explosive Eruptionen erhöhen, führt aber durch die größere Kompressibilität der Gasphase gleichzeitig zu einer Dämpfung des Druckaufbaus, wodurch Eruptionen seltener, aber umso gewaltiger ausfallen können.

Zur Untersuchung dieser komplexen Dynamiken kombiniere ich Geländearbeit, hochauflösende geochemische Analytik, Hochtemperatur- und Hochdruckexperimente, sowie numerische Modellierungen, um chemische, thermische und mechanische Prozesse miteinander zu verknüpfen. Ziel ist ein integriertes Verständnis der physikalischen und chemischen Bedingungen im Inneren großer magmatischer Systeme, sowie ihrer Bedeutung für Eruptionsvorhersage, Kontinentalbildung und Lagerstättenentstehung. Die Vulkanologie steht damit exemplarisch für ein Forschungsfeld, das naturwissenschaftliche Disziplinen verbindet und zugleich eine Brücke schlägt zwischen Grundlagenforschung und gesellschaftlicher Relevanz. Wenn Magmen „atmen“, erzählen sie nicht nur von den Kräften im Erdinneren, sondern auch von den Prozessen, die unseren Lebensraum, unser Klima und unsere Ressourcen formen.

Prof. Dr. Juliana Troch stammt aus Lübeck und absolvierte ihr Bachelorstudium in Geowissenschaften an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, bevor sie zum Masterstudium an die ETH Zürich (Schweiz) wechselte. Als Doktorandin an der ETH Zürich forschte sie anschließend zur Bildung von rhyolithischen Magmen entlang des Yellowstone Hotspot Tracks. Ihre Promotion schloss sie 2019 ab und wurde mit der ETH-Silbermedaille für herausragende Promotionsarbeiten ausgezeichnet. Für drei Jahre war Juliana Troch anschließend als Postdoctoral Researcher in den USA tätig, zunächst an der Brown University (Providence, Rhode Island) und dann als Peter Buck Postdoctoral Fellow am Smithsonian National Museum of Natural History in Washington DC. Seit September 2022 leitet Juliana Troch als Tenure-track Juniorprofessorin den Lehr- und Forschungsbereich Petrologie und Fluidprozesse an der RWTH Aachen. Ihre Arbeiten sind in diversen Studien publiziert und wurden mit der Paul-Niggli-Medaille der Schweizerischen Geologischen Gesellschaft und dem Beate-Mocek-Preis der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft ausgezeichnet. Für ihr Engagement in der Lehre wurden ihr zwei Lehrpreise der RWTH Fachschaft Georessourcen verliehen.