Interview Dr. Urlaub

Eine englische Übersetzung befindet sich weiter unten

Deployment of geodetic station on cruise POS496 (Foto: Felix Gross)

Being so close to Sicily, where the first part of our research in the context with the MAPACT-ETNA project is conducted, this would be a good point in time to have a closer look at the background. And who could give better overview than the leading scientist on board… So here we go:

Please introduce yourself – who are you? What is your role within this project and how did you get involved?

My name is Morelia Urlaub. I am a marine geoscientist working at GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel. My research focus is marine geohazards. I am particularly interested in the sources of tsunamis. Due to the COVID-19 pandemic two separate cruises were merged and I am leading one of these, which is the MAPACT-ETNA project. Because my part is much shorter, I am a so called “side-user” on this cruise.

Could you give a brief introduction to the MAPACT-ETNA project: What is the Motivation?

MAPACT-ETNA stands for Monitoring and Mapping Active Deformation offshore Mount Etna – and this is what we are going to do! Etna is Europe’s largest and most active volcano. It is located at the eastern coast of Sicily just north of the city of Catania with Sicily’s largest airport. Just a few days ago the airport was completely closed due to eruptive activity that could produce ash-clouds harmful to airplanes! Rather than eruptions, I am interested in the volcano’s south-eastern flank that is slowly sliding into the sea, and this is what we want to monitor and map.

What is our mission concerning the MAPACT-ETNA project during the SO277 cruise?

The work we will do as part of this cruise is the result of a much longer research effort regarding Etna and its unstable flank. The first time I worked at Etna’s foot with a research vessel is more than 8 years ago. Since then more cruises have followed and we have progressively gained insight into the offshore structure of the flank. We were even able to measure the downwards movement of the flank at the seafloor with a seafloor geodetic network. This time, we want to re-deploy this seafloor geodetic network for an observation period of up to three years to get a better idea of the long-term movements. We will also deploy a network of Ocean Bottom Seismometers for a one-year period.

What kind of instruments are these geodetic stations and how do they work? What is it exactly that they are measuring?

Our aim is to detect movement of the seafloor. On land, this is usually done with GNSS (GPS) systems. They rely on electromagnetic waves to communicate with satellites. This does not work under water. Therefore, we measure the travel time of sound signals that are send back and forth between transponders on the seafloor. With the speed of sound in water, we can convert these travel times to distances. If the so-called acoustic distance between transponders change, then the seafloor has moved. With an array of transponders, we can get a good idea of how the seafloor has moved.

What are the most important (driving) factors that make the eastern slope inherently unstable?

The seawards movement of Etna’s southeastern flank has been known for decades. The first hypotheses were formulated in the 80s, purely from geological evidence, and were later confirmed and refined with satellite ground deformation measurement techniques. Models that have been proposed over the years to explain the onshore flank movement invoke two drivers: gravity that is pulling the flank down, and magmatic activity that is pushing the flank sideways. With our previous seafloor geodetic experiment, we saw that a much larger area than previously assumed is affected by flank sliding and concluded that the overall flank movement must be driven by a large phenomenon, such as gravity. Nevertheless, magma dynamics also interferes with the dominant gravitational process.

What would be a worst-case scenario? What are possible preventative measures?

Landslides caused by the instability of volcanic slopes can cause tsunamis. The world just witnessed this when Anak Krakatau in Indonesia collapsed and caused a deadly tsunami in December 2018. Theoretically, if Etna’s entire southeastern flank shifted rapidly, a tsunami of considerable size could be generated. With what we know now, it is not possible to estimate if such a phenomenon could occur nor if it could occur on human timescales.

What intrigues you and catches your interest within this project?

Above all my motivation is to better constrain the hazard of volcano flank collapses in order to protect the lives of many people. Such collapses are extremely rare, but we know from the geologic record that they occur at huge scales and with extreme consequences. I believe that the key to a better understanding of volcano flank collapses lies in connecting observations from the subaerial part of the volcano with those from under water. This latter part lacks significantly behind because of technological and logistical challenges, but here we are working on improvement!

Dr. Morelia Urlaub in the Strait of Gibraltar during cruise SO277 (Foto: Thore Sager)

We’d like to thank Morelia for taking the time to answer these questions and are very excited for our arrival at Etna and the work laying ahead of us. Of course, we will keep you updated here.

If you want to know more about Morelia’s work visit https://www.geomar.de/murlaub

Current Position: 37° 21,404′ N 015°22,015′ E
Authors and photography: Johanna Klein, Thore Sager, Helene Hilbert and Anina-Kaja Hinz


Sunrise (Foto: Thies Bartels)

So nahe an Sizilien und damit auch dem ersten Teil unserer Forschung, scheint es ein guter Zeitpunkt zu sein, um sich mit den Hintergründen genauer auseinander zu setzen.
Und wer könnte da einen besseren Überblick geben als die leitende Wissenschaftlerin an Bord!? Also los geht’s:

Würdest du dich bitte vorstellen und deine Rolle in diesem Projekt beschreiben?

Ich heiße Morelia Urlaub. Ich bin Meeresgeologin und arbeite am GEOMAR Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Mein Forschungsschwerpunkt liegt auf marinen Geogefahren. Ich interessiere mich besonders für die Quellen von Tsunamis. Aufgrund der COVID-19-Pandemie wurden zwei separate Forschungsfahrten zusammengelegt, von denen ich eine leite, nämlich das MAPACT-ETNA-Projekt. Da mein Teil viel kürzer ist, bin ich der sogenannte “Side-User” auf dieser Ausfahrt.

Könntest du uns eine kurze Einführung in das MAPACT-ETNA-Projekt geben?

MAPACT-ETNA steht für Monitoring and Mapping Active Deformation Offshore Mount Etna – und genau das werden wir tun! Der Ätna ist Europas größter und aktivster Vulkan. Er befindet sich an der Ostküste Siziliens nördlich der Stadt Catania mit dem größten Flughafen Siziliens. Noch vor wenigen Tagen war der Flughafen wegen eruptiver Aktivitäten, die für Flugzeuge schädliche Aschewolken erzeugen könnten, vollständig geschlossen! Anstelle von Eruptionen interessiert mich ins Besondere die südöstliche Flanke des Vulkans, die langsam ins Meer gleitet, und das wollen wir überwachen und kartieren.

Was genau werden wir also auf der SO277 Forschungsfahrt im Rahmen des Projektes beitragen?

Die Arbeit, die wir im Rahmen dieser Ausfahrt leisten werden, ist das Ergebnis eines viel längeren Forschungsaufwands in Bezug auf den Ätna und seine instabile Flanke. Das erste Mal, dass ich mit einem Forschungsschiff am Fuße des Ätna gearbeitet habe, war vor mehr als 8 Jahren. Seitdem sind weitere Forschungsfahrten gefolgt und wir haben nach und nach Einblicke in die Offshore-Struktur der Flanke erhalten. Mit einem geodätischen Netzwerk am Meeresboden konnten wir sogar die Abwärtsbewegung der Flanke am Meeresboden messen. Wir möchten wieder ein solches geodätische Netzwerk auf dem Meeresboden einsetzen, dieses Mal für einen Beobachtungszeitraum von bis zu drei Jahren, um eine bessere Vorstellung von den langfristigen Bewegungen zu erhalten. Wir werden auch ein Netzwerk von Ozeanboden-Seismometern für einen Zeitraum von einem Jahr aussetzen.

Was für Instrumente sind diese geodätischen Stationen und wie funktionieren sie? Was genau messen sie?

Unser Ziel ist es, Bewegungen des Meeresbodens zu erfassen. An Land erfolgt dies normalerweise mit GNSS (GPS) -Systemen. Die basieren auf elektromagnetische Wellen, und kommunizieren so mit Satelliten. Das funktioniert unter Wasser aber nicht. Daher messen wir die Laufzeit von akustischen Signalen, die zwischen Transpondern auf dem Meeresboden hin und her gesendet werden. Mit der gemessenen Schallgeschwindigkeit im Wasser können wir die Laufzeiten dann in Entfernungen umrechnen. Wenn sich der sogenannte akustische Abstand zwischen den Transpondern ändert, dann hat sich der Meeresboden bewegt. Mit einem ganzen Netzwerk von Transpondern können wir eine genauere Vorstellung davon bekommen, wie sich der Meeresboden bewegt hat.

Was sind die wichtigsten (treibenden) Faktoren, die den Osthang so instabil machen?

Die seewärtige Bewegung der Südostflanke des Ätna ist seit Jahrzehnten bekannt. Die ersten Hypothesen wurden in den 80er Jahren aus rein geologischen Ansätzen formuliert und später mit Satellitenverfahren zur Messung der Bodenverformung bestätigt und verfeinert. Modelle, die im Laufe der Jahre vorgeschlagen wurden, um die Flankenbewegung an Land zu erklären, postulieren zwei Treiber: die Schwerkraft, die die Flanke nach unten zieht, und die magmatische Aktivität, die die Flanke seitwärts drückt. Bei unserem vorherigen geodätischen Experiment am Meeresboden haben wir festgestellt, dass ein viel größerer Bereich als bisher angenommen vom Gleiten der Flanken betroffen ist. Daher sind wir zu dem Schluss gekommen, dass die gesamte Flankenbewegung von einer großen, universellen Kraft wie der Schwerkraft angetrieben werden muss. Die Magmadynamik hat jedoch auch einen Einfluss, indem sie die Flanke zusätzlich in unregelmäßigen Abstanden abwärts drückt.

Was wäre das „Worst-Case-Szenario“? Was wären mögliche Präventivmaßnahmen?

Erdrutsche, die durch die Instabilität vulkanischer Hänge verursacht werden, können Tsunamis verursachen. Die Welt hat dies gerade gesehen, als Anak Krakatau in Indonesien zusammenbrach und im Dezember 2018 einen tödlichen Tsunami verursachte. Theoretisch könnte ein Tsunami von beträchtlicher Größe erzeugt werden, wenn sich die gesamte südöstliche Flanke des Ätna schnell verschiebt. Nach dem, was wir jetzt wissen, ist es nicht möglich abzuschätzen, ob ein solches Szenario auftreten könnte und falls ja, ob es auf menschlichen Zeitskalen eintreten könnte.

Was fasziniert dich persönlich an diesem Projekt?

Meine größte Motivation besteht darin, die Gefahr eines Zusammenbruchs der Vulkanflanke besser zu verstehen, um das Leben vieler Menschen zu schützen. Solche Zusammenbrüche sind äußerst selten, aber wir wissen aus den geologischen Aufzeichnungen, dass sie in großem Maßstab und mit extremen Folgen auftreten. Ich glaube, dass der Schlüssel zu einem besseren Verständnis des Zusammenbruchs einer Vulkanflanke darin besteht, Beobachtungen aus dem Teil des Vulkans, der über Wasser liegt, mit denen aus dem Wasser zu verbinden. Dieser letzte Teil hinkt aufgrund technologischer und logistischer Herausforderungen erheblich nach, aber genau mit diesem Projekt arbeiten wir daran, dies zu verbessern!

Sonnenuntergang (Foto: Thore Sager)

Wir möchten Morelia dafür danken, dass sie sich die Zeit genommen hat, diese Fragen zu beantworten, und freuen uns sehr über unsere Ankunft am Ätna und die vor uns liegende Arbeit. Natürlich werden wir euch hier auf dem Laufenden halten.

Wenn Sie mehr über Morelias Arbeit erfahren möchtet, findet ihr sie über https://www.geomar.de/murlaub

Gegenwärtige Position: 37° 21,404′ N 015°22,015′ E
Text und Foto: Johanna Klein, Thore Sager, Helene Hilbert und Anina-Kaja Hinz

2 thoughts on “Interview Dr. Urlaub

Schreibe einen Kommentar zu Barbara Schmidt Antworten abbrechen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.