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Am 10. Juli 2023 um 16:40 UTC ist der Vulkan Fagradalsfjall in Island auf der Reykjanes-Halbinsel südwestlich von Reykjavik ausgebrochen.

 

Weniger als sieben Stunden später hat der deutsche Hyperspektralsatellit EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) die Spalteruption beobachtet. EnMAP verfügt über 224 spektrale Kanäle im Wellenlängenbereich zwischen 420 und 2450 Nanometern – im sichtbaren Wellenlängenbereich, sowie im nahen und kurzwelligen Infrarot – und dies bei einer Bodenauflösung von 30 Metern.

 

EnMAP Falschfarbenaufnahme vom 10.07.2023; 23:30 UTC (Kanäle 193,149,75)​;
EnMAP data © DLR 2023. All rights reserved

 

Die Abendaufnahme kombiniert drei Kanäle aus dem – für uns nicht sichtbaren – Infrarot zu einem sogenannten Falschfarbenbild. Aufgrund der hohen Temperatur der Lava ist die Austrittsstelle trotz Rauch und starker Bewölkung gut im kurzwelligen Infrarot zu erkennen. Die hohe Intensität der Strahlung resultiert für einige Bereiche um den Vulkan sogar in einer Saturierung einiger der Kanäle. Das Signal der Wolken ist hingegen sehr schwach und an der Wahrnehmungsgrenze der Sensoren. Auch führen die Wolken zu einer deutlichen Streuung der Strahlung, welches insbesondere die Ableitung der Temperatur am Boden und Betrachtungen zur Ausbreitung der Lava behindert. Bei Tag ist das Signal eine Kombination aus emittierter thermaler Strahlung und reflektierter solarer Strahlung. 

 

 

 

Am 12. Juli 2023 um 13:00 UTC hat EnMAP eine weitere abbildend spektrometrische Beobachtung durchgeführt. Da der Vulkan nun nicht durch Wolken verdeckt war, ist neben den deutlich sichtbaren Austrittsstellen und Verteilungen der Temperatur auch die Staub- und Gaswolke eindeutig identifizierbar, welche durch den Wind in süd-westliche Richtung getragen wurde. Des Weiteren fällt beim Vergleich der ersten und zweiten EnMAP Beobachtung auf, dass die Intensität der Eruption dazwischen deutlich nachgelassen hat.

 

 

Der Vergleich des Spektrums eines Bildpunkts von EnMAP im Zentrum der Eruption (blau) mit Spektren thermaler Emissionen resultiert in einer geschätzten Temperatur von etwa 800 °C (rot), welches kompatibel zu rhyolithischer Lava ist. Aufgrund der erwarteten Saturierung einiger Kanäle erfolgte die Schätzung lediglich auf dem Wellenlängenbereich zwischen 800 und 1300 Nanometern.

 

Neben diesen exemplarischen Schätzungen von hohen Temperaturen, welche ansonsten typischerweise aus dem mittel- und langwelligen Infrarot abgeleitet werden, erlaubt EnMAP aufgrund seiner hohen spektralen Auflösung auch die Ableitung weiterer mit der Eruptionen verbundenen Informationen. Beispielsweise lässt die Absorption der Atmosphäre für Kohlenstoffdioxid (CO2) im Wellenlängenbereich um 2060 Nanometer Rückschlüsse auf eine veränderte CO2-Konzentration im Bereich des Vulkans zu, welcher CO2 während einer Eruption emittiert.