Die kurzlebige fumarolische Mineralisierung des Tajogait-Vulkanausbruchs 2021 (La Palma, Kanarische Inseln, Spanien)

Jul 20, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 6336 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, die ephemere Mineralansammlung im Zusammenhang mit den fumarolischen Feldern des Tajogaite-Vulkans zu charakterisieren, der 2021 auf der Insel La Palma (Kanarische Inseln, Spanien) entstand. Nach zwei Probenahmekampagnen in verschiedenen Fumarolensektoren des untersuchten Gebiets wurde ein Satz von 73 Proben gewonnen. Die mit diesen Fumarolen verbundene Mineralisierung bildete ausblühende Flecken, die sich in unterschiedlicher Entfernung von den Hauptvulkankratern befanden. Distale Flecken sind überwiegend weißlich, während sie in der Umgebung typischerweise gelbliche bis orangefarbene Farben aufweisen. Feldbeobachtungen ergaben auch, dass Fumarolen normalerweise in erhöhten topografischen Gebieten sowie über gebrochenen und porösen vulkanischen pyroklastischen Materialien auftreten. Die mineralogische und strukturelle Charakterisierung der Tajogait-Fumarolen bringt eine komplexe Mineralzusammensetzung zum Vorschein, die kryptokristalline Phasen umfasst, die mit niedrigen (< 200 °C) und mittleren Temperaturbedingungen (200–400 °C) in Zusammenhang stehen. In Tajogaite schlagen wir eine Klassifizierung von drei verschiedenen fumarolischen Mineralisierungstypen vor: (1) Fluoride und Chloride in proximalen fumarolischen Bereichen (~ 300–180 °C); (2) nativer Schwefel in Verbindung mit Gips, Mascagnit und Salmmoniak (~ 120–100 °C) und (3) Sulfate und alkalische Karbonate kamen typischerweise in distalen fumarolischen Bereichen vor (< 100 °C). Abschließend präsentieren wir ein schematisches Modell der Bildung der fumarolischen Tajogait-Mineralisierung und ihrer Zusammensetzungsentwicklung, die sich während der Abkühlung des Vulkansystems entwickelte.

Auf Vulkanausbrüche folgen im Allgemeinen verschiedene Phänomene im Zusammenhang mit der Abkühlung des Magmas. Fumarolen, oberflächliche Quellen, die heiße Gase ausstoßen, die bei der Entgasung von Vulkanen entstehen, gehören zu den häufigsten Prozessen nach einem Ausbruch. Sie emittieren große Mengen Dampf, aber auch variable Mengen anderer magmatischer Gase wie unter anderem CO2, CO, SO2, H2S, HCl, HF, H2, NH4 oder CH41,2,3. Diese variable Zusammensetzung der Gase und ihre entsprechende Wechselwirkung mit dem Vulkangestein erzeugen eine äußerst eigenartige und komplexe Mineralisierung, die mit fumarolischen Umgebungen verbunden ist.

Minerals developed during fumarolic activity occur as cryptocrystalline or microcrystalline aggregates, typically mixed with other phases. This mineral assemblage is directly controlled by the compositional features of the magmatic system but also by other factors such as temperature. In fact, fumarole minerals can be classified in two separate groups: (1) sublimates, originated by gas phase condensation, and (2) incrustations, which are the product of interactions between fumarolic gases and wall rock 850 °C) extinct hydrothermal systems. J. Volcanol. Geoth. Res. 376, 75–85. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2019.03.020 (2019)." href="/articles/s41598-023-33387-6#ref-CR4" id="ref-link-section-d32696827e536">4.

In den letzten Jahren ist das Interesse an der Untersuchung dieser Art von Mineralisierung gestiegen, da angenommen wird, dass Fumarolen mögliche Umgebungen sein könnten, die an der Entstehung des Lebens auf der Erde beteiligt sind5,6,7. Studien zu ausblühenden Mineralien im Zusammenhang mit Fumarolen waren auch in der Planetenwissenschaft relevant, da kürzlich über diese Art von Mineralansammlung auf dem Mars berichtet wurde8,9,10.

Leider sind fumarolische Mineralien trotz ihres unbestreitbaren Interesses sehr instabil und empfindlich gegenüber Witterungseinflüssen und können daher nicht im geologischen Register erhalten bleiben. Die Untersuchung und Charakterisierung dieser ephemeren Phasen ist daher auf Vulkangebiete beschränkt, in denen kürzlich Ausbrüche stattgefunden haben, oder auf außergewöhnlich langlebige Vulkansektoren mit einer kontinuierlichen und signifikanten geothermischen Aktivität (z. B. Yellowstone in den USA oder Taupo in Neuseeland).

Eine der jüngsten Gelegenheiten zur Untersuchung der Fumarolenmineralisierung bot der jüngste Tajogait-Ausbruch, der im letzten Quartal 2021 auf der Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln in Spanien stattfand. Dieser Vulkan stieß schnell auf großes Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und viele Gruppen verschiedener Institutionen arbeiteten intensiv daran, zahlreiche Aspekte des Ausbruchs zu charakterisieren. Insbesondere Martinez-Martinez et al.11 haben kürzlich über eine erste Charakterisierung der fumarolischen Mineralien von Tajogait berichtet, mit besonderem Schwerpunkt auf der Morphologie der Mineralien.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die mit den Fumarolen des Tajogaite-Vulkans verbundene Mineralogie zu charakterisieren und zum allgemeinen Wissen über diese exotischen Mineralisierungstypen und ihre Beziehung zu verschiedenen Faktoren des Vulkansystems beizutragen. Hier konzentrieren wir unsere Arbeit insbesondere auf die Verteilung der fumarolischen Mineralparagenese sowie auf die genetischen Bedingungen und die geomorphologische Kontrolle dieser ephemeren Mineralisierung.

Der Archipel der Kanarischen Inseln ist Teil der Canary Islands Seamounts Province (CISP). Diese vulkanische Provinz liegt an einem passiven Kontinentalrand, der sich parallel zum nordwestlichen afrikanischen Kontinentalschelf erstreckt12. Das CISP ist genetisch mit einem Hotspot-Intraplate-System verwandt und weist laut Messungen magnetischer Anomalien und Alter, die in entstandenen Gesteinen sowie in den unterseeischen Seebergen erhalten wurden, Hinweise auf Vulkanismus aus der frühen Kreidezeit auf13. Obwohl auf allen Kanarischen Inseln mit Ausnahme von La Gomera Aufzeichnungen über quartären subaerialen Vulkanismus vorliegen, findet sich die größte Menge an kürzlich ausgeworfenem Material auf La Palma und El Hierro, den westlichsten Inseln des Archipels13. Diese beiden Inseln stammen aus dem Plio-Quartär (< 4 Ma)14,15.

Im besonderen Fall von La Palma begann die vulkanische Aktivität mit der Bildung des U-Boot-Komplexes (3–4 Ma)16,17,18. Anschließend entstand die Insel mit der Entwicklung der Schildvulkane Garafía und Taburiente (1,7–0,4 Ma)14 sowie der jüngsten vulkanischen Strukturen des Cumbre Nueva-Grabens (850–560 ka)17 und des dortigen Bejenado-Komplexes in der südwestlichen Erdrutschnarbe des Taburiente-Vulkans (490–560 ka; Abb. 1)14,17. Schließlich breitete sich der Vulkanismus nach Süden aus und bildete den Cumbre Vieja-Graben (ca. 125 ka), der das heute aktive Vulkansystem auf La Palma beherbergt (Abb. 1)17,19,20,21.

Geologische Karte von La Palma. Ort der historischen Vulkanausbrüche, die auf der Insel gemeldet wurden, einschließlich des jüngsten, der im Jahr 2021 im Tajogaite-Gebiet stattfand und teilweise mit dem aktuellen Arbeitsstudiengebiet übereinstimmt.

Geschichtlich gesehen ist La Palma das aktivste Vulkangebiet des Kanarischen Archipels. Seit dem 15. Jahrhundert wurden bis zu 8 Ausbrüche dokumentiert: ~ 1480 (Montaña Quemada), 1585 (Tajuya), 1677 (San Antonio), 1646 (Martín), 1712 (El Charco), 1949 (San Juan)22, 1971 ( Teneguía) und schließlich der Tajogaite-Ausbruch im Jahr 2021 (Abb. 1)23,24,25,26,27,28.

Vom 19. September bis zum 13. Dezember 2021 (85 Tage) ereignete sich nach 50 Jahren vulkanischer Ruhe eine Eruption am südwestlichen Hang des Cumbre Vieja-Rifts (La Palma, Kanarische Inseln, Spanien; Abb. 1), die einen Vulkanausbruch verursachte neues konisches Bauwerk: der Tajogaite-Vulkan (Abb. 2).

Nördliche 3D-Ansicht des Tajogaite-Vulkankegels. Wichtige Mineralisierungsflächen im Zusammenhang mit der Fumarolenaktivität sind violett hervorgehoben. Einzelne Krater sind mit Buchstaben (A–J) und Proben mit Zahlen (1–32) gekennzeichnet. Das digitale Höhenmodell wurde von Cívico et al.29 modifiziert.

Der Ausbruch wurde durch einen seismischen Schwarm im Zusammenhang mit dem Magmaaufstieg eingeläutet, der in 8–13 km Tiefe von der spanischen National Geographic Institution (IGN mit den spanischen Initialen), der Canary Islands Volcanological Institution (INVOLCAN) und dem Global Volcanism Program27 entdeckt wurde. Der Ausbruch begann um 14:02 GMT im Gebiet Tajogaite – Cabeza de Vaca, das etwa 2 km von der Gemeinde El Paso entfernt liegt.

Obwohl sich die Zusammensetzung der ausgeworfenen Materialien während des Prozesses von Tephrit zu Basanitlava und Tephra änderte, wurde der Ausbruch als basaltischer Spalttyp klassifiziert, der von strombolianischer Aktivität und episodischen phreatomagmatischen Impulsen dominiert wird. Das Ereignis entspricht VEI-3 im Volcanic Explosivity Index23,27.

Die strombolianische Aktivität begann mit dem Ausstoß von Lavaströmen und pyroklastischem Material in einen 700 m langen Spalt von Nordwesten nach Südosten. Diese anfängliche Aktivität erzeugte eine Eruptionssäule bestehend aus H2O, SO2 und anderen magmatischen flüchtigen Stoffen sowie Vulkanasche, die eine Höhe von bis zu 3 km erreichte30.

Der Tajogaite-Ausbruch bildete einen Kegel, der sich 1131 m über dem Meeresspiegel erhob und auf seiner Spitze sechs große Krater aufwies, die eine etwa 560 m lange NW-SO-Eruptionsausrichtung definierten (Abb. 2, S10). Der Prozess erzeugte ausgedehnte Mäntel aus fallenden pyroklastischen Fragmenten (Abb. 2, S10), die ein großes Gebiet rund um den südlichen Teil von La Palma bedeckten, obwohl die Aschewolke den gesamten Archipel der Kanarischen Inseln und darüber hinaus erreichte.

Das berechnete ausgeworfene Vulkanvolumen beträgt ca. 159.106 m3 und die betroffene Fläche wird auf 1219 ha geschätzt. Der Ausbruch zerstörte mehr als 300 landwirtschaftliche Hektar, 73,8 km öffentliche Straßen und 1646 Gebäude und führte zur Evakuierung von mehr als 7000 Menschen.

Aus 32 verschiedenen Fumarolensektoren rund um den Tajogait-Vulkankegel wurde ein Satz von 73 Proben entnommen, nummeriert von 1 bis 32 (Abb. 2, S10). Die Feldarbeiten wurden im Rahmen zweier verschiedener Kampagnen im Februar und Juni 2022 durchgeführt. Aus Sicherheits- und Erhaltungsgründen war der Zugang zum Tajogaite-Gebiet stark eingeschränkt und für die Durchführung der entsprechenden Probenahmen waren Sondergenehmigungen erforderlich.

Fumarolische Quellen waren während der Feldarbeiten äußerst aktiv, gaben erhebliche Konzentrationen giftiger Gase ab und erreichten an einigen Stellen Temperaturen von über 700 °C. Daher wurde die Feldarbeit mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (Gasmaske, Handschuhe, Brille usw.) durchgeführt. Darüber hinaus verwendeten wir einen tragbaren Gasdetektor von PCE-Iberica, Modell MX6 iBRID, um die Luftqualität und die Umweltkonzentrationen von O2, CO, HCl, SO2 und H2S zu überwachen. Aus Sicherheitsgründen und zur Ergänzung der während der Probenahmen gesammelten Daten wurden die Boden- und Fumarolentemperaturen mit einer thermometrischen Sonde vom Typ Crimson T-637 gemessen.

Pulverröntgenbeugungsmessungen (XRD) wurden im XRD-Labor von GEO3BCN-CSIC (Barcelona, ​​Spanien) mit einem Bruker D8-A25-Diffraktometer durchgeführt, das mit einer Cu-Röntgenquelle ausgestattet war (Cu-Kα-Strahlung, λ = 1,5405 Å). und ein positionsempfindlicher LynxEye-Detektor. Zu diesem Zweck wurden nahezu zufällig orientierte Pulver durch Pulverisierung der gesammelten Mineralisierung hergestellt. Bei Proben, die aus dünnen Verkrustungen bestanden, wurden die Mineralien durch vorsichtiges Kratzen aus der Gesteinsmatrix entfernt. Die XRD-Scans wurden zwischen 4° und 60° in 2θ mit einer Schrittweite von 0,035° und äquivalenten Aufnahmezeiten von 384 s aufgezeichnet. Die Phasenidentifizierung wurde mit der DIFFRAC.EVA-Software von Bruker in Kombination mit PDF-2 (Powder Diffraction File-2) des International Center for Diffraction Data zusammen mit der Crystallography Open Database (COD) durchgeführt. Halbquantitative (SQ) Phasenanalysen wurden unter Verwendung der Referenzintensitätsverhältnismethode (RIR) durchgeführt. Zu diesem Zweck wurden die in der PDF-2-Datenbank verfügbaren RIR-Werte verwendet. Diese SQ-Analysen zielten hauptsächlich darauf ab, eine Verteilungskarte der flüchtigen Anionen in den Fumarolenmineralien (CO32−, F−, S/SO42−, Cl−) zu erstellen, da diese Elemente direkt mit dem Temperaturstadium der Mineralisierung verknüpft werden können.

Ausgewählte Proben der fumarolischen Mineralisierung wurden im Dünnschliff für ihre strukturelle und mineralogische Untersuchung im Labor für geologische und paläontologische Vorbereitung (LPGiP) des Naturwissenschaftlichen Museums von Barcelona (Barcelona, ​​Spanien) präpariert. Eine repräsentative Auswahl der Proben wurde in einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FE-SEM) Modell JEOL JSM-7100 am Wissenschafts- und Technologiezentrum der Universität Barcelona (CCiT-UB) untersucht. Dieses FE-SEM-System ist außerdem mit einem EDS-Detektor (Energiedispersive Spektroskopie) von Oxford Instruments, Modell Pentafex-INCA, ausgestattet, der zur Durchführung semiquantitativer Analysen von Fumarolenmineralphasen sowie zur Erstellung semiquantitativer Zusammensetzungskarten verwendet wurde. Die allgemeinen Betriebsbedingungen waren 15–20 kV Beschleunigungsspannung und 5 nA Strahlstrom.

Die Autoren erklären, dass alle in diesem Manuskript präsentierten Bilder, die zur Identifizierung von Studienteilnehmern führen könnten, mit Zustimmung aller Probanden und der entsprechenden Genehmigung zur Veröffentlichung in wissenschaftlichen Berichten verwendet wurden.

Auf den Kanarischen Inseln wurden fumarolische Felder während der historischen Ausbrüche von Timanfaya (Lanzarote, 1730–1736)31,32, San Juan und Teneguía (La Palma, 1949 bzw. 1971) sowie im aktiven Krater des Teide gemeldet Stratovulkan (Teneriffa)33. Im Fall des Tajogait-Kegels waren nach dem Ende der Haupteruptionsprozesse mit der Entgasung verbundene fumarolische Felder in verschiedenen Sektoren des Gebäudes sichtbar (Abb. 2). Wie erwartet erzeugte die resultierende Mineralisierung markante ausblühende Flecken unterschiedlicher Färbung, die von Weiß über Gelb bis hin zu Rotorange reichten und einen deutlichen Kontrast zu den dunkleren vulkanischen Materialien bildeten (Abb. 3 und 4).

Ausblühende Flecken im Zusammenhang mit den Tajogait-Fumarolen in distalen Bereichen der Hauptkrater. (A) Weißliche Flecken im Zusammenhang mit unregelmäßiger Blockporosität, die eine typische konzentrische Verteilung definieren. Probenahmestelle 6 (Abb. 2). (B) Fumarolische weißliche Mineralisierung, hauptsächlich bestehend aus Carbonaten und hydratisierten Sulfaten. Probenahmestelle 2 (Abb. 2). (C) Detail von Bild B, das zylindrische Mikrostrukturen im Zusammenhang mit dem Gasausstoß zeigt.

Fumarolische Ausblühungen in der Nähe der Hauptkrater des Tajogaite-Vulkans. (A) Gesamtansicht des Kraters „J“ (Abb. 2), in dem es möglich ist, fumarolische Ausblühungen zu erkennen. (B, C) Fumarolische Mineralisierung, die sich entlang sekundärer Brüche mit überwiegend nativem Schwefel gebildet hat. Probenahmestellen 22 und 23 (Abb. 2). (D) Natürliche Schwefelmineralisierung, die sich auf pyroklastischen Materialien aufgrund der Entgasung durch Porosität und Mikrofrakturen gebildet hat. Probenahmestelle 9 (Abb. 2). (D) Gesamtansicht einer typischen fumarolischen Mineralisierung, die auf pyroklastischen Materialien gebildet wird, die hauptsächlich aus Al-Mg-Ca-Na-Fluoriden und damit verbundenen Chloriden bestehen. Probenahmestelle 15 (Abb. 2). (E–G) Detail der konzentrischen Morphologien, die mit der überschwänglichen Entgasung von Al-Mg-Ca-Na-Fluoriden verbunden sind. (H) Botryoidale Aggregate aus Verneit (Na2Ca3Al2F14), die durch die Aktivität proximaler Fumarolen in der Nähe der Hauptkrater gebildet werden. Probenahmestelle 13 (Abb. 2). (I) Weißliche Aggregate von Skelettmikrokristallen aus Al-Mg-Ca-Na-Fluoriden, die mit fumarolischer Aktivität in Hohlräumen in den vulkanischen Materialien verbunden sind. Probenahmestelle 13 (Abb. 2).

Es wurde festgestellt, dass Fumarolenablagerungen in den distalen Bereichen des Hauptkraterhaufens überwiegend weißlich waren. Es wurde festgestellt, dass diese Art von Ablagerung hauptsächlich durch Entgasung entsteht, die mit Porositäts- und Instabilitätsbrüchen im Zusammenhang mit unregelmäßigen Blöcken verbunden ist, die teilweise von pyroklastischem Material bedeckt sind (Abb. 3a). Diese Mineralisierung bildete konzentrische ausblühende Flecken, in denen zylindrische Mikrostrukturen unterschieden werden konnten, die mit der effusiven Emission von Gasen verbunden sind (Abb. 3b, c).

In näher gelegenen fumarolischen Bereichen (nahe der Hauptkratergruppe) zeigte die fumarolische Mineralisierung charakteristische gelbliche bis rötlich-orange Färbungen (Abb. 4a). Diese ausblühenden Flecken befanden sich im Allgemeinen entlang sekundärer Entgasungsbrüche (Abb. 4b, c) sowie in kleinen Entgasungssektoren, die durch Porosität und Mikrofrakturen pyroklastischer Materialien erzeugt wurden (Abb. 4d, e). Ausgefällte Mineralien definierten kreisförmige bis konische Formen, die mit der effusiven Entgasung verbunden waren (Abb. 4f, g). Es wurde festgestellt, dass sie aus konzentrischen Botryoidformationen mit gelblich-orangen Tönen (Abb. 4h) sowie aus skelettartigen mikrokristallinen Aggregaten unterschiedlicher Färbung, die sich in Hohlräumen entwickelten (Abb. 4i), bestanden.

Die mineralogische Charakterisierung der Tajogait-Fumarolenproben ergab eine sehr komplexe Mineralzusammensetzung, die durch verschiedene Überprägungsepisoden gebildet wurde. Aufgrund des starken Vorherrschens kryptokristalliner Phasen hielten wir Pulver-XRD für eine besonders gut geeignete Technik zur Identifizierung dieser Art von Mineralisierung. Im Zusatzmaterial werden ausgewählte XRD-Scans der untersuchten Proben vorgestellt (Abb. S1–S9). Um etwas Licht auf die komplexe Paragenese der Fumarolen zu werfen, war es außerdem notwendig, Texturstudien mittels FE-SEM-EDS-Analysen der Proben durchzuführen.

Kürzlich haben Balić-Žunić et al.34 eine Klassifizierung der fumarolischen Phasen nach Mineralisierungstemperaturen vorgeschlagen und dabei die mineralische Paragenese von (1) hoher Temperatur (HT, > 400 °C) und (2) mittlerer Temperatur (MT, 200–400 °C) unterschieden C) und (3) niedrige Temperatur (LT, < 200 °C). Eine plausible Mineralparagenese für die Tajogait-Fumarolen in Bezug auf diese Temperaturbereiche wird in Abb. 5 vorgeschlagen und in den folgenden Unterabschnitten ausführlicher erörtert.

Mineralparagenese der Tajogait-Fumarolen in Abhängigkeit von der Temperatur. Vorkommen mineralischer Phasen: *selten; **gemeinsam; ***sehr gewöhnlich. Es wird auch angegeben, ob die Artenidentifizierung durch Pulverröntgenbeugung (XRD) oder FE-SEM-EDS (SEM) durchgeführt wurde.

In der Gruppe der einheimischen Elemente ist Schwefel die einzige Spezies, die in den Fumarolen des Tajogaite-Vulkans nachgewiesen wurde (Abb. 5, S1). Nativer Schwefel ist eines der häufigsten Mineralien in Fumarolen weltweit (Tabelle S1). In Tajogait kommt es als gut definierte Skelettkristalle mit einer Größe von bis zu 2 cm vor, die sich in kleinen Hohlräumen und unregelmäßigen Oberflächen entwickeln und sehr charakteristische zitronengelbe Flecken erzeugen (Abb. 4a–d). Obwohl die Schwefelbildung nur mit niedrigen Temperaturbedingungen (< 120 °C) zusammenhängt34, kann festgestellt werden, dass sie aufgrund der Entwicklung thermischer Bedingungen und der Überprägung mit unterschiedlichen Mineralstadien mit einer erheblichen Artenvielfalt verbunden ist. In näher an der Ausrichtung der Krater gelegenen fumarolischen Bereichen wird es häufig mit Al-Mg-Fe-Ca-Fluoriden wie Hydrokenoralstonit, Fluornatrocoulsellit oder Meniaylovit in Verbindung gebracht (Abb. 6a–c).

SEM-Bilder (Backscattered Electron, BSE) der fumarolischen Tajogait-Mineralisierung. (A) Euhedrale Kristalle aus Gips (Gp), assoziiert mit Hydrokenoralstonit (Hkra) und Skelettkristalle aus natürlichem Schwefel (S). (B) Skelettkristalle aus nativem Schwefel (S), die typischerweise mit Al-Mg-Ca-Na-Fluoriden assoziiert sind: Hydrokenoralstonit (Hkra), Fluornatrocoulsellit (Fnc) und Meniaylovit (Myl), bedeckt von einer späteren Patina aus Erytrosiderit (Esd). (C) Vollständige Al-Mg-Ca-Na-Fluorid-Anordnung des Tajogait-Gebiets: Hydrokenoralstonit (Hkra), Leonardsenit (Lnd), Verneit (Ver) und Fluornatrocoulsellit (Fnc) mit der typischen späteren Patina von Erytrosiderit (Esd). (D) Euhedraler Kristall von Meniaylovit (Myl), verbunden mit nadelförmigen Aggregaten von Sbacchiit (Scc). (E) Erytrosiderit (Esd)-Bedeckung und euhedraler Kristall von Meniaylovit (Myl), verbunden mit Verneit (Ver) und nadelförmigen Kristallen von Sbacchiit (Scc). (F) Kugelförmige Aggregate von Verneit (Ver), verbunden mit Leonardsenit (Lnd) und später Sbacchiit (Scc). (G) Detailansicht der nadelförmigen Aggregate von Sbacchiit (Scc). (H) Typische Fluorid-Ansammlung bestehend aus Hydrokenoralstonit (Hkra), botryoidalem Verneit (Ver), Meniaylovit (Myl) und später nadelförmigen Sbacchiit-Kristallen (Scc).

Aufgrund der typischen sauren Bedingungen fumarolischer Umgebungen sind Carbonate nicht nur in den Tajogait-Fumarolen, sondern auch an den meisten fumarolischen Standorten weltweit ungewöhnliche Phasen (Tabelle S1). In Tajogait haben wir mit XRD nur zwei Arten alkalischer Carbonate (Thermatrit und Trona; Abb. 5, S2–S3) identifiziert. Diese Mineralien bilden typische kryptokristalline Millimeterkrusten. Beide Carbonate wurden nur in distalen Fumarolen in Verbindung mit hydratisierten Sulfaten identifiziert und bildeten typische weißliche Ausblühungen (Abb. 3).

Sulfate sind die am stärksten vertretene Gruppe in den tajogaitischen Fumarolen. Tatsächlich wurden bis zu 10 Arten in den Vulkanfumarolen identifiziert (Abb. 5). Sulfate wurden im Allgemeinen in weiter distal gelegenen Fumarolen gefunden und erzeugten typische weißliche Flecken, die häufig mit Halit und alkalischen Carbonaten in Verbindung gebracht werden (Abb. S1–S4). Nur wenige Sulfatarten (z. B. Gips, Mascagnit, Anhydrit und Jarosit) kamen in orange-gelben Flecken näher an den Fumarolen vor, wo sie typischerweise mit Al-Mg-Fe-Ca-Fluoriden assoziiert sind (Abb. 6a).

Die Gruppe der Fluoride ist wahrscheinlich die charakteristischste und am häufigsten vorkommende Gruppe in den orange-gelben fumarolischen Flecken der weiter proximal gelegenen Fumarolen (Abb. 4e – h). In Tajogait haben wir bis zu 8 verschiedene Arten von Al-Mg-Fe-Ca-Fluoriden identifiziert (Fluorit, Sellait, Fluornatrocoulsellit, Hydrokenoralstonit, Meniaylovit, Leonardsenit, Verneit und Sbachiit, Abb. 5, S5–S8). In diesen Proben sind wahrscheinlich weitere nicht identifizierte Verbindungen vorhanden. Eine sehr ähnliche Ansammlung wurde an fumarolischen Standorten in Island gemeldet (z. B. Eldfell, Hekla und Surtsey; Tabelle S1). Obwohl diese Fluoride normalerweise als massive kryptokristalline Aggregate auftreten (z. B. Fluornatrocoulsellit, Hydrokenoralstonit oder Leonardsenit), ist es möglich, gut definierte oktaedrische Kristalle von Meniaylovit zu unterscheiden (Abb. 6c–e), die im Allgemeinen mit nadelförmigem Spachiit assoziiert sind (Abb. 6f, g). ). Verneit kommt auch als botryoidale Aggregate vor (Abb. 6h), die bis zu 3 mm groß werden können und mit bloßem Auge erkennbar sind (Abb. 4h).

Chloride sind in verschiedenen Bereichen der tajogaitischen Fumarolen gut vertreten. Eine davon ist die Salmiakart, die an mehreren Orten weltweit eine sehr häufige Art ist (Tabelle S1), im Tajogait-Gebiet jedoch relativ selten vorkommt. Es wurde nur durch XRD im Zusammenhang mit natürlichem Schwefel (Abb. S9) in proximalen fumarolischen Bereichen identifiziert. Der Rest der identifizierten Chloride (Halit, Sylvit, Thermonatrit und Erytrosiderit) wird typischerweise in Verbindung mit der Al-Mg-Fe-Ca-Fluorid-Ansammlung gefunden (Abb. S5). Tatsächlich steht Erytrosiderit im Allgemeinen im Zusammenhang mit der letzten Kristallisationsstufe der Al-Mg-Fe-Ca-Fluoride, da es normalerweise als feine mikrometrische Patina auftritt, die die Fluoridanordnung bedeckt (Abb. 6e).

Die Lage von Fumarolen und Gas-Dampf-Entlüftungsöffnungen (häufig in Geothermiefeldern) markiert tektonisch geschwächte Zonen und wird direkt von der Geländedurchlässigkeit gesteuert. Die Durchlässigkeit vulkanischer Gebäude wiederum hängt mit dem regionalen und lokalen tektonischen Gerüst zusammen, das die Richtung der Brüche bestimmt, durch die Gas leicht an die Oberfläche gelangen kann35,36.

Im CISP entspricht die tektonische Umgebung einem passiven Rand innerhalb der Platte. Daher fehlen nennenswerte Bruchzonen aufgrund der Plattenbewegung und die regionale historische Seismizität wird nur durch vulkanische Aktivität kontrolliert37. Dennoch kommt es auf den Kanarischen Inseln häufig zu Brüchen, die durch das Absinken eruptiver Materialien und die entsprechende Geländeinstabilität entstehen38,39,40,41.

Inselrisse sind ein weiteres typisches geomorphologisches Merkmal, das mit Geländebrüchen auf ozeanischen Vulkaninseln einhergeht und im CISP weit verbreitet ist. Diese Grate werden durch parallele und subparallele Deichschwärme gebildet, die durch Magmawanderung aus aufeinanderfolgenden Eruptionen mit nahegelegenen magmatischen Quellen durch normale Verwerfungen entstehen42,43. Aufgrund der durch die Topographie verursachten horizontalen Gravitationsspannung bildet sich unterhalb der Riftachse eine erhebliche Belastungszone44. Dieser Instabilitätspfad wird von Magma und Begleitgasen bei ihrem Aufstieg gut genutzt. Modelle aus Gelatineblöcken haben dieses Verhalten in Laborexperimenten erfolgreich reproduziert45,46.

Im Fall des Tajogaite-Vulkans beobachten wir, dass die Krater in NNW-Richtung nahe der Achsenrichtung des Cumbre Vieja-Rifts ausgerichtet sind (Abb. 1, 2 und S10), und seismische Aufzeichnungen zeigen, dass die Magmawanderung von Süden nach Norden folgt diese Rissrichtung47. Ein ähnlicher topographiebedingter Gravitationsspannungseffekt wurde auf der Skala von Kraterrändern beschrieben36,48. Konzentrische Verwerfungen und damit verbundene Fumarolen folgen dem Tajogait-Kraterrand, was beweist, dass das Spannungsfeld auch eine topografische Kontrolle über die Bruchlinie auf lokaler Ebene hat (Abb. 2, S10).

Darüber hinaus berichten wir über zwei Bergrücken mit deutlichen Fumarolen auf der Oberseite, die sich südwestlich des Vulkankegelhaufens befinden (Abb. 2). Sie entsprechen dem distalen Reliktteil eines länglichen Kraterrandes, der sich während der ersten Eruptionsphase (ca. 27. September 2021) nach Westen öffnete.

Auf dieser lokalen Skala vermuten wir, dass zusätzlich zum Effekt der topographiebedingten Schwerkraftspannung der Effekt der Schwerkraftkontrolle auf die Dicke der vulkanoklastischen Abdeckung hinzukommen sollte. Die Neigung der Kraterflanken und -kämme kann auch die Dicke der auf der Oberfläche abgelagerten Tephra-Bedeckung beeinflussen. Dementsprechend wäre die Mächtigkeit der vulkanoklastischen Sedimente auf der Oberseite der Bergrücken und an den Kraterrändern dünner und in den Negativreliefs und im Kraterzentrum dicker. Daher würde diese Kontrolle der Mächtigkeit der vulkanischen Sedimentablagerungen zu einer größeren Durchlässigkeit für die Gaszirkulation in den erhöhten Reliefs führen, was das häufige Vorkommen von Fumarolen in diesen Bereichen des Tajogaite-Vulkans erklärt (Abb. 2).

Mit dem Ziel, den Grad der Homogenität der Zusammensetzung und die Mineralisierungstemperaturen im Fumarolenfeld des Tajogaite-Vulkans zu bewerten, führten wir eine grobe Schätzung des Gehalts der folgenden Hauptkationen/Anionen in den Fumarolenmineralien durch: CO32−, F, Al, Na, Mg, Al, S, SO42−, Cl, Ca und Fe. Zu diesem Zweck verwendeten wir SQ-Daten, die aus SQ-Phasenanalysen der XRD-Scans mit der RIR-Methode oder in einigen Fällen aus SEM-EDS-Analysen gewonnen wurden. Im ersteren Fall haben wir anhand der Gewichtsprozentwerte der identifizierten Mineralien in jeder Probe und unter Vernachlässigung des Beitrags vulkanischer Phasen und Alterationsmineralien wie Fe-Oxide qualitativ auf die Hauptelemente in den untersuchten Proben geschlossen. Diese Daten ermöglichten es uns, eine mineralogische Karte zu erstellen, die eine vorläufige Verteilung der am häufigsten vorkommenden anionischen Elemente in den Fumarolenmineralien zeigt [nämlich C (in Form von Carbonaten), F (in Form von Fluoriden), S (nativer Schwefel oder in …). Form von Sulfaten) und Cl (in Form von Chloriden)] im Fumarolenfeld von Tajogait. Obwohl diese Elemente während der Entgasung direkt ausgestoßen wurden, sollte beachtet werden, dass wir hier nicht versuchen, eine Karte der Gaszusammensetzung zu erstellen. Diese Elemente entsprechen im Wesentlichen den wichtigsten zusammengesetzten Anionen, die in den fumarolischen Mineralien vorhanden sind49. Wir unterscheiden insbesondere zwischen nativem Schwefel und SO42−, da uns insbesondere der Zusammenhang zwischen der Verteilung und Homogenität der Mineralisierung sowie deren Bildungstemperatur interessiert.

Die so erhaltenen Ergebnisse sind in der Karte von Abb. 2 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass die Anionenverteilung auf den ersten Blick ziemlich inhomogen ist. Bei näherer Betrachtung lässt sich jedoch vermuten, dass die natürliche Niedertemperatur-Schwefelansammlung rund um die Kraterausrichtung sowie in den proximalen Zonen, die von dicken Tephra-Schichten bedeckt sind, vorherrscht. Im Gegensatz dazu ist in den Lavaströmen im Nordosten kein vorherrschender natürlicher Schwefel zu finden, wo offenbar halogenhaltige Mineralien mit höherer Temperatur vorherrschen. Tieftemperaturkarbonate und -sulfate wiederum finden sich in den untersuchten Proben nur als Hauptphasen in den westlichen Distalregionen. Es ist zu beachten, dass wir in Abb. 2 Proben einbezogen haben, die sowohl im Februar als auch im Juni 2022 gesammelt wurden, da sie zumindest im Hinblick auf die durch XRD-RIR oder SEM-EDS erhaltenen Hauptelemente keine signifikanten Unterschiede in der Zusammensetzung aufwiesen.

Es ist bekannt, dass HCl und HF im Magma besser löslich sind als SO2, was teilweise die beobachtete Verteilung der Mineralien in den Fumarolenfeldern erklären könnte49. Nach dieser Interpretation sollten die aktivsten Emanationen einen höheren Gehalt an Schwefelgasen aufweisen, da diese tendenziell früher entweichen würden. Die Gasemanationen würden dann in späteren Entgasungsstadien und damit auch in weiter entfernten Zonen wie den Lavaströmen mit Cl und F angereichert. Diese Interpretation berücksichtigt jedoch nicht die komplexe Dynamik der Entgasung, die von zahlreichen Faktoren wie Gaskonzentration, Temperatur und Druck, dem möglichen Ausmaß der Grundwasserverdünnung oder den Wechselwirkungen zwischen den Emanationen und dem Wandgestein abhängt. Tatsächlich könnten erhöhte CO2/S-Verhältnisse ein Hinweis auf mittlere Drücke (100–300 MPa) sein, während niedrigere Drücke auf hohe H2O/CO2- und S/Cl-Verhältnisse hinweisen könnten50. Nach dem zweistufigen Entgasungsmodell von Pennisi und Le Cloarec51 würden angereicherte Cl/S-Verhältnisse einer tiefen Entgasung entsprechen, während die Schwefelanreicherung mit einer (flachen) Entgasung bei Umgebungsdruck verbunden wäre. Unabhängig vom Druck ist klar, dass die Halogenidmineralisierung, wie oben erläutert, zwangsläufig bei höheren Temperaturen stattfindet, wie im Fall der Probenahmestelle 15 (Abb. 2). Im Gegensatz dazu kommt es in Gebieten rund um den Vulkanrand, in denen die Temperaturen viel niedriger sind, zu großen Ausdehnungen schwefelhaltiger Verkrustungen. Darüber hinaus kann nicht ausgeschlossen werden, dass Meerwasser eine gewisse Rolle bei der fumarolischen Mineralisierung dieser Art von Eruption spielt, was die endgültige Verteilung der Halogenidphasen stark beeinflussen würde52.

Seit Beginn des 20. Jahrhunderts wurden Versuche unternommen, einen Zusammenhang zwischen den genetischen Bedingungen vulkanischer Fumarolen und der in diesen Umgebungen gebildeten Mineralansammlung herzustellen53,54,55. Wie bereits erwähnt, ist einer der jüngsten Vorschläge die temperaturbezogene Mineralklassifikation von Balić-Žunić et al.34, die Mineralansammlungen von (1) hoher Temperatur (HT, > 400 °C) und (2) mittlerer Temperatur unterscheidet (MT, 200–400 °C) und (3) niedrige Temperatur (LT, < 200 °C). Dieselben Autoren vermuten jedoch, dass Mineralien dieser drei Gruppen möglicherweise eng miteinander verbunden vorkommen, was auf die erheblichen Schwankungen der Temperaturbedingungen in vulkanischen Umgebungen zurückzuführen ist.

Im Fall der tajogaitischen Fumarolen spiegelt die Mineralogie dieses Überprägungsmuster stark wider. Es können jedoch mindestens drei verschiedene Mineralansammlungen eindeutig identifiziert werden, die mit spezifischen thermischen Entstehungsbedingungen zusammenhängen.

Die erste typische Ansammlung findet sich insbesondere in weiter proximal gelegenen fumarolischen Bereichen. Sie bilden gelblich-orangefarbene Flecken (Abb. 4e–i), die hauptsächlich aus Al-Mg-Fe-Ca-Fluoriden (z. B. Hydrokenoralstonit, Fluornatrocoulsellit, Meniaylovit, Verneit, Leonardsenit und Sbachiit) bestehen, die häufig mit Chloriden assoziiert sind. Die mineralogische und strukturelle Untersuchung dieses zweiten Probentyps ergab eine gut etablierte Kristallisationssequenz. Bei höheren Temperaturen ist Hydrokenoralstonit die am häufigsten vorkommende Mineralphase (Abb. 7) und wird im Allgemeinen von Fluornatrocoulsellit und Meniaylovit begleitet (Abb. 6b, c). In einer zweiten kühleren Stufe kam es zu einer Ca-Anreicherung und zur Bildung von Verneit (Abb. 7), gefolgt von der Kristallisation von Leonardsenit (Abb. 7). Sbachiit liegt in einigen Proben als gut definierte nadelförmige Kristalle vor, die dem späteren Bildungsstadium entsprechen (Abb. 6f). Die Sequenz ist typischerweise durch eine Anreicherung von Fe (Abb. 7) und die Bildung einer mikrometrischen Erytrosiderit-Patina gekennzeichnet, die in fast allen untersuchten Proben identifiziert wurde (Abb. 6b, e, 7). Gemäß der von Balić-Žunić et al.31 vorgeschlagenen Klassifizierung sollte diese Zusammenstellung MT-Bedingungen (200–400 °C) zugeordnet werden. Alkalichloride (z. B. Halit und Sylvit) stellen jedoch im Allgemeinen die Produkte mit der höchsten Temperatur dar und die thermische Bildungsgrenze sollte dann bei etwa 300 °C liegen (Abb. 5).

Wellenlängendispersive Röntgenkarten repräsentativer Elemente der typischen Fluorid-Chlorid-Anordnung aus den Tajogait-nahen Fumarolen: Erytrosiderit (Esd), Leonardsenit (Lnd), Verneit (Ver), Halit (Hl) und Hydrokenoralstonit (Hkra).

In bestimmten Abschnitten dieser MT-Fumarolgebiete geht die Mineralisierung von Fluoriden und Chloriden häufig mit einer zweiten Ansammlung einher, die durch das Vorherrschen von nativem Schwefel gekennzeichnet ist, einer Mineralphase, die klassischerweise mit LT-Bedingungen (< 120 °C) in Zusammenhang steht31. Darüber hinaus könnte nativer Schwefel auch mit anderen LT-Phasen wie Gips (Abb. 6a, S1), Mascagnit und Salmmoniak (Abb. 5, S9) assoziiert sein. Die Beobachtung gelegentlicher LT-Mineralien im Zusammenhang mit den MT-Phasen ist wahrscheinlich eine Folge erheblicher Temperaturschwankungen in der Fumarolenumgebung und folglich im gesamten Vulkansystem.

Die dritte Ansammlung ist charakteristisch für Entlüftungsöffnungen in distalen Zonen, aber auch im äußeren Teil proximaler Fumarolen. Diese Art der Mineralisierung definiert weiße ausblühende Flecken (Abb. 3a–c), die hauptsächlich aus hydratisierten Sulfaten (z. B. Gips, Halotrigit, Hexahydrit, Epsomit oder Tamarugit) bestehen und häufig mit alkalischen Carbonaten (z. B. Thermonatrit, Trona) verbunden sind. Es ist zu beachten, dass in dieser spezifischen Mineralisierung kein nativer Schwefel vorhanden ist. Das weit verbreitete Vorkommen von alkalischen Carbonaten in dieser Art von fumarolischer Mineralisierung lässt auf neutrale pH-Werte schließen, da Carbonate in Umgebungen mit hohem Säuregehalt löslich sind. Diese spezifischen pH-Bedingungen können auch auf die Zirkulation großer Mengen flüssigen Wassers hinweisen, was darauf hindeutet, dass diese Mineralansammlung mit LT-Bedingungen zusammenhängt, die zwangsläufig unter 100 °C liegen (Abb. 5). Diese Mineralassoziation lässt sich leicht durch Überprägung kristallisierender Phasen während der entsprechenden Abkühlung vulkanischer Materialien nach dem Haupteruptionsprozess erreichen. Die Tatsache, dass diese Mineralsequenz nicht außerhalb der Umgebung des Hauptkraterhaufens zu finden ist, hängt möglicherweise mit Temperaturschwankungen im fumarolischen System zusammen, die zu mehr Heterogenität und einer chaotischen Überprägung führen können.

In der jüngsten Arbeit von Martínez-Martínez et al.11 wurde eine allgemeine vorläufige Klassifizierung der fumarolischen Tajogait-Mineralisierung auf der Grundlage von Gasmessungen und Feldarbeiten vorgeschlagen, die nur einen Monat nach dem Ende der aktiven Vulkanperiode durchgeführt wurden. Diese Autoren berichten: (1) eine Schwefel-Sulfat-Zone in der Nähe des Kraterbereichs; (2) eine Halogenidzone und (3) eine Salammoniakzone in mitteldistalen Bereichen. Diese Schlussfolgerung ist im Allgemeinen ähnlich und deckt sich mit dem im vorliegenden Manuskript vorgeschlagenen Modell, in dem wir Daten mit höherer räumlicher Auflösung präsentieren, jedoch nur um das Vulkangebäude herum. Während Martinez-Martinez und Co-Autoren über viele interessante Beispiele von (NH4)-haltigen Mineralien berichten, haben wir in der vorliegenden Arbeit eine größere Anzahl von Arten, wie Al-Mg-Fe-Ca-Fluoride, gefunden, die durch petrographische Beobachtungen und XRD eindeutig identifiziert wurden Messungen. Die unterschiedlichen Probenahmezeiträume und -orte sowie die Komplexität dieser Art von Feldkampagnen könnten teilweise die beobachteten Unterschiede erklären, was darauf hindeutet, dass ähnliche zukünftige Arbeiten von Probenahmen mit viel höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung profitieren könnten.

Martínez-Martínez et al.11 kommen auf der Grundlage von Temperaturmessungen vor Ort auch zu dem Schluss, dass diese Mineralassoziationen bei viel höheren Temperaturen auftreten können als in früheren Arbeiten berichtet. Diese Schlussfolgerung verdient auch zukünftige Forschung. Nach unseren eigenen Messungen und In-situ-Beobachtungen ist die Bestimmung der fumarolischen Temperaturen, die stark durch unkontrollierte Faktoren wie Windbedingungen oder Wärmediffusion und Abkühlung von Felswänden beeinflusst werden können, nicht einfach und kann leicht überschätzt werden. Versuchsaufbauten wie die von Zelenski et al.56 vorgeschlagenen können unschätzbare Informationen über die spezifische Gaszusammensetzung und Temperatur liefern, die zur Ausfällung fumarolischer Mineralien erforderlich sind.

Abschließend ist es interessant festzustellen, dass unser Modell in einigen Fumarolen rund um Findlinge, bei denen keine sehr hohen Temperaturen festgestellt wurden, in viel kleinerem Maßstab gut reproduziert wird. Wie in Abb. 8 zu sehen ist, sind die drei charakteristischen Ansammlungen, die als Funktion der abnehmenden Temperatur entstehen, leicht zu identifizieren: (1) die Al-Mg-Fe-Ca-Fluoride mittlerer Temperatur und zugehörige Chloride in der Nähe der unregelmäßigen Blöcke (~ 300– 180 °C); (2) nativer Schwefel in Verbindung mit Gips, Mascagnit und Salmmoniak (~ 120–100 °C) an etwas weiter entfernten (und daher kühleren) Punkten rund um den Block und (3) hydratisierte Sulfate und Carbonate bei niedriger Temperatur in Bezug auf noch kühlere Gebiete ( < 100 °C).

(A) Schematisches Modell der Bildung der fumarolischen Tajogait-Mineralisierung nach verschiedenen Abkühlungsstadien. (B) Gesamtansicht eines fumarolischen Aufschlusses, der sich um einen Findlingsblock herum entwickelt hat. Es ist möglich, die typische Mineralsequenz zu unterscheiden, die sich während der Abkühlung in Tajogait entwickelt, mit dem Vorkommen von Mineralansammlungen aus (1) Fluoriden und Chloriden mittlerer Temperatur (MT) (~ 300–180 °C); (2) nativer Schwefel bei niedriger Temperatur (LT) in Verbindung mit anderen Nebenphasen (z. B. Gips, Mascagnit und Salmmoniak) (~ 120–100 °C) und in letzter Zeit (3) Sulfate und alkalische Carbonate bei niedriger Temperatur (LT) im Zusammenhang mit die niedrigsten Temperaturbedingungen (< 100 °C).

Trotz ihres klaren Interesses sowohl aus mineralogischer als auch vulkanologischer Sicht sind detaillierte mineralogische Studien zu Fumarolen weltweit rar. Die vorliegende Arbeit ist ein gutes Beispiel dafür, wie detaillierte Mineralogie wichtige Informationen über die thermische Entwicklung in einer solchen Umgebung liefern kann. Es scheint beispielsweise klar, dass eine kontinuierliche Überwachung der Fumarolenmineralisierung zu einem besseren Verständnis der Entwicklung des betreffenden Vulkansystems führen und zur Ergänzung vulkanologischer Studien nützlich sein könnte. Das letztendliche Ziel solcher Vermessungsinstrumente besteht darin, so viele Informationen wie möglich bereitzustellen, um das damit verbundene Vulkanrisiko zu bewältigen.

Zusammenfassend sind die wichtigsten Schlussfolgerungen dieser Arbeit wie folgt:

Die Mineralisierung im Zusammenhang mit den Tajogait-Fumarolen bildete ausblühende Flecken, die sich in unterschiedlicher Entfernung von der Hauptansammlung vulkanischer Krater befanden. Distale Flecken sind überwiegend weißlich, während sie in der Nähe der Hauptkrater typischerweise gelbliche bis orangefarbene Farben aufwiesen.

Die Lage der tajogaitischen Fumarolen wird direkt durch die Durchlässigkeit der vulkanischen Materialien bestimmt. Fumarolen treten hauptsächlich in erhöhten topografischen Bereichen auf, die für die Gaszirkulation durchlässiger sind.

In den Tajogait-Fumarolen wurde eine komplexe Mineralansammlung beschrieben. Es wird von Phasen im Zusammenhang mit niedrigen (< 200 °C) und mittleren Temperaturbedingungen (200–400 °C) dominiert.

Es wurden drei verschiedene Arten von Mineralisierungen unterschieden: (1) Al-Mg-Fe-Ca-Fluoride und zugehörige Chloride, die sich an proximalen Fumarolen befinden (~ 300–180 °C); (2) nativer Schwefel und damit verbundene LT-Phasen (z. B. Gips und seltener Mascagnit und Salmmoniak), bezogen auf kühlere Stadien der proximalen Mineralisierung (~ 120–100 °C); (3) Sulfate und alkalische Carbonate im Zusammenhang mit distalen fumarolischen Bereichen (< 100 °C).

Die Beobachtung von LT-Mineralien in Verbindung mit MT-Phasen ist wahrscheinlich eine Folge der Temperaturschwankungen der Fumarolenumgebung. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um vollständig zu verstehen, wie die verschiedenen Mineralzusammensetzungen von der Temperatur und anderen Schlüsselparametern (Gaszusammensetzung, pH-Wert, Druck, Gesteinsdurchlässigkeit usw.) abhängen, um die Entwicklung des Vulkansystems damit in Verbindung zu bringen diese berichteten über eine fumarolische Mineralisierung.

Die Autoren bestätigen, dass die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, im Artikel und seinen ergänzenden Materialien verfügbar sind.

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Diese Forschung wurde durch das MAGEC-REEmounts-Projekt (ProID-20211010027) der kanarischen Agentur für Forschung, Innovation und Informationsgesellschaft (ACIISI mit seinen Initialen auf Spanisch) der Regierung der Kanarischen Inseln, dem Museum für Naturwissenschaften (Museu de Ciències Naturals), finanziert ) von Barcelona und dem Spanischen Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC mit seinen Initialen auf Spanisch). Wir möchten Miguel Ángel Morcuende als Direktor des Vulkan-Notfallplans der Kanarischen Inseln (PEVOLCA) dafür danken, dass er uns während der Feldarbeit Zugang zum Tajogaite-Gebiet gewährt hat. Wir danken außerdem Gerard Lucena für seine gründliche Arbeit bei der Ausarbeitung der polierten Dünnschnitte und Steve Burns für die Sprach- und Grammatikkorrektur. Veröffentlichungsgebühren werden vom Projekt ULPGC Excellence erhoben, das von der Consejería de Economía, Conocimiento y Empleo del Gobierno de Canarias finanziert wird. Abschließend möchten wir die außergewöhnliche Arbeit hervorheben, die das PEVOLCA-Team, die Wissenschafts- und Lenkungsausschüsse sowie die Sicherheits- und Notfallkräfte während des Vulkannotstands geleistet haben. Ihr Einsatz und ihre Zusammenarbeit waren von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit aller Beteiligten während dieses dreimonatigen Vulkanausbruchs auf La Palma zu gewährleisten.

Abteilung für Mineralogie, Naturwissenschaftliches Museum von Barcelona, ​​​​Passeig Picasso s/n, 08003, Barcelona, ​​​​Spanien

Marc Campeny

Institut für Ozeanographie und globale Veränderungen, IOCAG, Abteilung für Physik, Universität Las Palmas de Gran Canaria, 35017, Las Palmas de Gran Canaria, Spanien

Inmaculada Menendez, Jorge Yepes und Jose Mangas

Geowissenschaften Barcelona (GEO3BCN), Spanischer Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC), Lluís Solé i Sabarís s/n, 08028, Barcelona, ​​​​Spanien

Jordi Ibáñez-Insa & Soledad Álvarez-Pousa

Staatliche Ermittlungsbehörde, Calle Torrelaguna 58, 28027, Madrid, Spanien

Jesus Rivera-Martinez

Institut für Materialien und Nanotechnologie, Fachbereich Physik, Universität La Laguna, apdo correos 456, 38200, La Laguna, Teneriffa, Spanien

Jorge Mendez-Ramos

Institut für Ozeanographie und globale Veränderungen, IOCAG, Abteilung für Bauingenieurwesen, Universität Las Palmas de Gran Canaria, 35017, Las Palmas de Gran Canaria, Spanien

Jorge Yepes

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Konzeptualisierung: MC, JM und JI-I. und ich bin; Methodik: J.-II, SA-P., MCJM und JR-M.; Softwareanalyse: JI-I., JR-M., SA-P.; Validierung der Ergebnisse: MC, JM, JI-I., JR-M. und JY; Formale Analyse: MC, JI-I. und SA-P.; Finanzierung und Ressourcen: JM und JM-R.; Datenkuration: JI-I., SA-P., JR-M. und MC; Vorbereitung des schriftlichen Originalentwurfs: MC, JI-I., JM, IM und JR-M.; Schreiben, Rezension und Bearbeitung: MC, JM und JI-I.; Visualisierung von Daten: JY, JR-M. und ich bin; Betreuung: MC, JI-I. und JM; Projektleitung: JM und JM-R.; Finanzierungseinwerbung: JM und JM-R. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Marc Campeny.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Campeny, M., Menéndez, I., Ibáñez-Insa, J. et al. Die kurzlebige fumarolische Mineralisierung des Tajogait-Vulkanausbruchs 2021 (La Palma, Kanarische Inseln, Spanien). Sci Rep 13, 6336 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33387-6

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Eingegangen: 25. November 2022

Angenommen: 12. April 2023

Veröffentlicht: 18. April 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33387-6

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