Untersuchungen zur Limnologie eines aktiven Vulkansees in Ecuador, Laguna Quilotoa
Final Report Abstract
Calderaseen stellen einen häufigen Typ vulkanischer Seen dar, sie entstehen durch den Einsturz des Vulkandoms in die entleerte Magmenkammer. Nach ausreichendem Eintrag von Geröll und Feinmaterial kann das Einsturzbecken gedichtet werden (Kolmation) und eine Seebildung kann stattfinden. Calderaseen sind häufig durch post-vulkanische Aktivitäten wie z. B. die Emission von SO2 oder CO2 geprägt. Insbesondere die CO2 Emission und Anreicherung in Vulkanseen steht im Zentrum des Interesses, seit es im Lake Nyos; Kamerun, zu einer so genannten limnischen Eruption von CO2 gekommen ist. In dem Forschungsprojekt wurden die Calderasee von zwei Vulkanen in Ecuador untersucht, dem Quilotoa und dem Cuicocha, neben einer Risikoanalyse wurde eine weitergehende Beschreibung der vulkanologischen, geologischen und limnologischen Prozesse der Laguna Cuicocha durchgeführt. Der Quilotoa weist eine bedeutende Anreicherung von CO2 im Tiefenwasser des Sees auf, ohne das es zu einer ausgeprägten Dichteschichtung kommt. Somit können keine bedrohlichen CO2 Konzentrationen erreicht werden, die zur limnischen Eruption führen könnten. Allerdings findet ein permanenter diffuser Austrag von CO2 über die Seeoberfläche statt, die bei windstiller Lage zu einer lebensbedrohlichen Anreicherung voh CO2 in der Luft innerhalb der Caldera führen kann. Der Cuicocha ist geprägt durch subaquatische Emissionen von hydrothermalenWasser und durch eruptionsartige Freisetzung von vulkanischen Gasen, überwiegend CO2. Durch regelmäßige Entgasung des Sees während der Vollzirkulationsphase werden keine gefährlichen CO2 Konzentrationen erreicht, eine limnische Eruption ist ausgeschlossen. Allerdings weist das Wasser erhöhte Boratkonzentrationen vulkanischen Ursprungs auf und sollte nicht mehr als Trinkwasser genutzt werden, Borat überschreitet 10-fach den WHO Richtwert für Trinkwasser. Auch die weitere Verwendung als Bewässerungswasser in der Landwirtschaft ist wegen der pflanzentoxischen Boratkonzentationen nicht zu empfehlen. Allerdings ist ein permanenter Wasserverlust des Sees seit einem Erdbeben im Jahre 1987 zu beobachten, z. Zt. sinkt der Seespiegel um 30 cm pro Jahr und am Gewässergrund sind offene Poren im Geröll am Seeboden festzustellen. Gelangt dieses versickerte Wasser in Kontakt mit heißem Gestein oder Magma droht eine phreato-magmatische Emption des Vulkans; durch ein intensives vulkanologisches Langzeitmonitoring muss diese Gefährdung weiter abgeklärt werden. In dem Forschungsprojekt konnten verschiedne vulkanologische, geologische und limnologische Prozesse der Laguna Cuicocha -beschrieben werden, u. a. - die Historie des Vulkans mit der letzten Emption vor 1400 Jahren, die zur Bildung von vier Vulkandoms innerhalb der Caldera führte, und der anschließenden Seenbildung vor wenigen Jahrhunderten, - die Bathymetrie des Sees mit der exakten Vermessung des Calderabodens und der Entwicklung eines digitalen Höhenmodells für den See und den Vulkan, weitere subaquatische Vulkandome und geologische Spalten konnten nicht ermittelt werden, - die extreme Oligotrophic des Sees mit einer überwiegend kosmopolitischen Fauna und Flora, - die hohe Produktivität des Aufwuchses an den Kraterwänden mit intensiver Calciumcarbonatfällung, - das Auftreten von AI-Polymeren und die Bildung von Al-Mikokristallen.
Publications
- (2004) Estudio integral de la Laguna del Volcán Quilotoa: Vulcanologia, limnologia y monitoreo del gas carbónico. In: Mercure, St., W. Wilson & T. Whillans (eds). Gestión Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos, IMBAKUCHA 2002. 429-439. Abya-Yala, Quito, Ecuador
Gunkel, G., Espin, P. & Lozada, F.
- Estudio Integral de la Laguna del Volcan Quilotoa: Vulcanologia, Limnologia y Monitorio de Gas Carbonico. 2002 - Primer Encuentro Intercultural para la Gestion Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos. Otavalo, Ecuador
- Estudio integral de la Laguna del Volcán Quilotoa: Vulcanologia, limnologia y monitoreo del gas carbónico. 2002 - Primer Encuentro Intercultural para la Gestion Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos. Otavalo, Ecuador
Espin, P., Tamayo, F. L. & Gunkel, G.
- (2004) Las macrofitas de algunos lagos alto andinos del Ecuador y su posible utilización como bioindicatores de eutrofizacion. Revista de Biologia Tropical 52, S29-S31
Kiersch, B., Mühleck, R. & Gunkel, G.
- (2005) Mapa Batimetrico Laguna de Cuicocha. Universidad Central del Ecuador, Fac. Eng. en Geologia, Minas, Petroleos y Ambiental. Quito, Ecuador
Gunkel, G. & Guitierez, M.
- (2007) Der Vulkansee Laguna Cuicocha, Ecuador: Limnologische Bewertung und Risikoanalyse. 322-326. Erweiterte Zusammenfassungen der DGL Jahrestagung 2006, Dresden, ISBN 978-3-9805678-8-6, 322 - 326
Gunkel, G.; Beulker, C., Bernd G.; Francisco V.
- Accumulation of carbon dioxide in deep caldera lakes of Ecuador: Evaluation and monitoring of possible gas eruptions. 2006 - Cities on Volcanoes 4, IAVCEI-Cities on Volcanoes Commission, Quito, Ecuador
G. Gunkel, F. Viteri, C. Beulker, B. Grupe
- Der Vulkansee Laguna Cuicocha, Ecuador: Limnologische Bewertung und Risikoanalyse. 2006 - Jahrestagung Deutsche Gesellschaft für Limnologie, Dresden
- The volcano Cuicocha, Ecuador: Recent post-volcanic activities and lake formation. 2006 - Cities on Volcanoes 4, IAVCEI-Cities on Volcanoes Commission, Quito, Ecuador
B. Grupe, F. Viteri, G. Gunkel, C. Beulker
- Risk analysis of volcanic lakes - Limnic and phreato-magmatic eruption risks in Lake Cuicocha, Ecuador. 2007 - 2nd Alexander von Humboldt Conference, Lima, Peru. 4.3.-9.3.2007, The role on Geophysics an Natural Desaster
Gunkel, Günter
- The volcano Cuicocha, Ecuador: Recent post-volcanic activities and lake formation. 2007 - 2nd Alexander von Humboldt Conference, Lima, Peru. 4.3.-9.3.2007, The role on Geophysics an Natural Desaster
B. Grupe, G. Gunkel, F. Viteri, C. Beulker
- (2008). Hazards of Volcanic Lakes: Analysis of Lakes Quilotoa and Cuicocha, Ecuador. In: P. Fabian & P. Lagos. The role of Geophysics in Natural Disaster Prevention. Advances in Geosciences 14, 29-33
Gunkel, G., Beulker, C., Grupe, B. & Viteri, F.
- (2009) Limnology of the crater Lake Cuicocha, Ecuador, a cold water tropical lake. Int. Rev. Hydrobiol. 94, 103-125
Gunkel, G. & Beulker C.
(See online at https://doi.org/10.1002/iroh.200811071)
