Eine heiße Spur - warum Forscher Vulkane anbohren - Scinexx

➔gruppen – entstehen. Hier ereigneten sich fastalle spektakulären Ausbrüche der letzten 200Jahre (z.B. der des Mount St. Helens, 1980, imUS-amerikanischen Bundesstaat Washington,des El Chichon, 1982, in Mexiko und des Pinatubo,1991, auf den Philippinen). Die meistenVulkane lagen dabei dicht an der Küste einesKontinents und entlang der Subduktionszonen,wo im übrigen auch die meisten Erdbeben entstehen.Die besonders silikathaltigen Laven vonSubduktionsvulkanen sind zähflüssig undhäufig mit Schwefeldioxid, Chlor- und Fluorwasserstoffaber auch Wasserdampf beladen.Die zunächst in der Gesteinsschmelze gelöstenGase „perlen“ beim Aufstieg der Laven zur Erdoberflächeaus, ähnlich den Kohlendioxid-Bläschenbei einer frisch geöffneten Seltersflasche,mit allerdings weniger erfrischendem Ergebnis:Der hohe Innendruck der Gasblasenreicht aus, um die glühende Gesteinsmasse vorErreichen der eigentlichen Austrittsmündungexplosionsartig in kleine Lavafetzen zu zerreissen,das entstandene Gas/Feststoffgemisch aufÜberschallgeschwindigkeit zu beschleunigenund kilometerhoch in die Atmosphäre zu katapultieren.Eindringendes Grund- oder Oberflächenwasser,das schlagartig verdampft unddabei ein Vielfaches seines Flüssigkeitsvolumenseinnimmt, potenziert die zerstörerischeGewalt solcher Treibladungen. Die aufsteigendeEruptionssäule saugt große Mengen kalterUmgebungsluft an, die sich im Kontakt mit denheißen Förderprodukten ebenfalls erhitzt undfür zusätzlichen Auftrieb sorgt. Die leichterenAschepartikel und Gasmoleküle werden bisüber 40 Kilometer hoch in die Stratosphäretransportiert und anschließend rund um denGlobus verteilt.WIE VULKANEDAS KLIMA BEEINFLUSSENDie meisten Menschen werden diese geballtenEnergien in Form eines Vulkanausbruchs wohlniemals direkt erleben. Es kann aber passieren,dass auch wir – beispielsweise als Passagierean Bord eines Flugzeugs – die Folgen zu spürenbekommen: Auf dem Flug eines vierstrahligenJets von London nach Tokio über Alaska kam esin einer Flughöhe von über 10.000 Metern zumAusfall sämtlicher Triebwerke. Nach einem drastischenSinkflug gelang es dem Piloten, dieTriebwerke wieder zu starten und die Maschinesicher zu landen. Passagiere und Besatzung kamennoch einmal mit dem Schrecken davon.Was war geschehen? Vulkanasche vom Ausbruchdes Mount Redoubt westlich von Anchoragehatte die Drucksensoren der Turbinenaußer Funktion gesetzt. Dieser dramatischeSeite4▲ Mit dem Modell ATHAM können Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Meteorologie sowie vomDeutschen Klimarechenzentrum in Hamburg die Ausbreitung solcher vulkanischen Aschenwolken im Bereichvon hundert Metern bis maximal hundert Kilometern simulieren.Zwischenfall zeigt, wie sich jede größere Aktivitäteines in die Atmosphäre eruptierendenVulkans unvorhersehbar auf Mensch und Naturauswirken kann – insbesondere auch auf dasKlima und andere meteorologische Phänomene.Während die Vulkanasche nämlich innerhalbweniger Tage wieder auf die Erde niederrieselt,wird das ebenfalls freigesetzte Schwefeldioxid(SO 2 ) photochemisch in der Stratosphäre oxidiertund verbindet sich dort mit Wasser zuSchwefelsäuretröpfchen (H 2 SO 4 ). Ihre Wechselwirkungmit Sonnen- und Wärmestrahlungändert das Klima für wenige Jahre.ASCHENREGEN ÜBER SINGAPURBis zum April 1991 gehörte der Pinatubo nichtzu den häufig genannten Vulkanen der Philippinen.Man wusste nur eher vage, dass er wohlvor ungefähr 600 Jahren aktiv gewesen war. Allerdingshatte die geologische Interpretationder Ablagerungen gezeigt, dass der Pinatubo,würde er wieder ausbrechen, eine erheblicheGefahr für die umliegenden Siedlungen darstellenkönnte. Am 2. April 1991 zeigte er sein Wiedererwachenmit ersten Explosionen undAscheneruptionen an. Über zwei Monate steigertesich die seismische Unruhe, die vulkanischenEruptionen und die Deformation des Vulkankegelsnahmen kontinuierlich zu. Anfang Juniwurden bis zu 2000 Beben pro Tag registriert.Der Vulkan stieß jetzt täglich nahezu 5000 TonnenSchwefeldioxid aus, die aschebeladenenEruptionssäulen stiegen bis 8000 Meter in dieAtmosphäre. Am 15. Juni teilte der vulkanologischeDienst die höchste Alarmstufe mit:Großeruption innerhalb von Stunden möglich.Eine stetige Eruptionssäule stieg bis in 40 KilometerHöhe, Aschen fielen noch im 2500 Kilometerentfernten Singapur. Der Gipfel des Kegelswurde weggesprengt und stürzte ein...Beobachtungen nach der Eruption zeigten: Ander Erdoberfläche war die Temperatur im Mittelum 0,5°C abgekühlt; die Ozonkonzentration inder Stratosphäre war um bis zu 50% gesunkenund es kam zu einer veränderten Zirkulation derAtmosphäre. Mit Hilfe von Computersimulationenkönnen die Wissenschaftler mittlerweilefeststellen, welche Faktoren den Verlauf einerEruption bestimmen und wie diese voneinanderabhängen (Abbildung E). So wurde erkannt,dass neben Zusammensetzung und Temperaturdes Magmas auch die meteorologischen Umgebungsbedingungenmaßgeblich für die Höheder Eruptionssäule und die Ausbreitung vonSpurenstoffen in der Atmosphäre sind.Schlagwörter: Kontinentalverschiebung, Plattentektonik,Subduktionszonen, Hot Spot, Mantle Plume, SeaMounts/Vulkaninseln, geochemischer Fingerabdruck,Intraplattenvulkane, SubduktionsvulkaneLesetipps: Vulkanismus, Hans-Ulrich Schmincke, WissenschaftlicheBuchgesellschaft, 2000; Erdbeben undVulkane, Rolf Schick, Verlag C.H.Beck, 1997; Vulkane,Feuer der Erde, Maurice Krafft, Ravensburger Taschenbuch,1993; Reise zum Mittelpunkt der Erde, Jules Verne,Diogenes, 1976Internet: http://www.geo.mtu.edu/volcanoes/http://icdp.gfz-potsdam.de/html/hawaii/news.htmlBIOMAX - GEOMAXauch unter www.mpg.deBIOMAX und GEOMAX erscheinen jeweils zweimalim Jahr. In dieser Reihe bereitet die Max-Planck-Gesellschaft aktuelle Forschungsergebnisseaus ihren Instituten vor allem für Lehrer undSchüler auf.ERedaktion: Dr. Christina Beck | Text: Ute Hänsler | Gestaltung: www.haak-nakat.de | Weitere Exemplare können Sie kostenlos anfordern: Max-Planck-Gesellschaft, Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Hofgartenstraße 8, 80539 München, e-mail: presse@mpg-gv.mpg.de