Wie Vulkane das Leben verändern – Die Frage des Tages

Wie Vulkane das Leben verändern – ein Klima-Ratgeber

Ob es der Popocatépetl in Mexiko ist, der Merapi auf Java oder der Vesuv in Italien: Wenn solche Vulkane ausbrechen, bedeutet dies für die Menschen im unmittelbaren Umfeld eine große Gefahr. Die Folgen von Vulkanausbrüchen reichten in der Vergangenheit oft aber noch sehr viel weiter. Solche Ereignisse veränderten das Klima und Lebensbedingungen – selbst in weit entfernten Gebieten. Entsprechend groß ist das Interesse von Forschern, mehr über solche Zusammenhänge zu erfahren.

Den Ausdruck Vulkan verwenden Fachleute für Bereiche der Erdoberfläche, in denen geschmolzenes Gestein aus dem Innern des Planeten, sogenanntes Magma, austritt. Ist dieses oft weit mehr als tausend Grad Celsius heiße Material an die Oberfläche gelangt, wird es als Lava bezeichnet. Diese breitet sich aus und erstarrt irgendwann. Dass mit Vulkanausbrüchen jedoch weitaus mehr verbunden ist als sich ausbreitende Lava, zeigt nicht zuletzt die Asche, die der Vulkan unter dem Gletscher Eyjafjallajökull auf Island vor 2010 ausgestoßen hat – mit der Folge, dass tausende Flüge in Europa gestrichen werden mussten. Bei Vulkanausbrüchen werden Gase frei, die aufgrund des Kontakts mit unterschiedlichen Gesteinsmaterialien, Wasser und Luft unterschiedlich zusammengesetzt sind. Außerdem kann festes Material in die Atmosphäre geschleudert werden. Sind die Teilchen kleiner als zwei Millimeter, sprechen Fachleute von Asche. Bei zwei bis 64 Millimeter großen Stücken handelt es sich um sogenannte Lapilli. Sind die Gesteinsfragmente oder Lavastücke größer als 64 Millimeter, werden sie als Bomben bezeichnet.

Einer der größten Vulkanausbrüche der Vergangenheit ereignete sich vor etwa 40.000 Jahren im Bereich der Phlegräischen Felder, die sich rund 20 Kilometer vom Vesuv entfernt in Süditalien befinden. Wie eine internationale Forschergruppe im Fachjournal „PLOS ONE“ berichteten, sind Reste der Vulkanasche noch heute in Nordafrika, im östlichen Mittelmeerraum und in der russischen Tiefebene zu finden. In Rumänien, in der Steppenlandschaft der Unteren Donau, stieß einer der beteiligten Wissenschaftler von der Universität Bayreuth auf bis zu einen Meter hohe vulkanische Ablagerungen, die auf den Ausbruch zurückgehen. Dies deutet nach den Erkenntnissen der Forscher darauf hin, dass die Folgen des Ausbruchs schwerwiegender waren als bislang angenommen. Vermutlich ist Trinkwasser durch die Asche vergiftet worden. Eine durch die Nutzung des Wassers bedingte Deformation der Knochen sei bei Menschen und Tieren jener Zeit möglicherweise weit verbreitet gewesen.

Dass das unterschiedliche Ausmaß der vulkanischen Aktivität in der Erdgeschichte einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung des Klimas hatte, ist seit Langem bekannt. Zu den Gasen, die bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre gelangen, gehört Schwefeldioxid. Mit Wasser bilden sich daraus feinste Schwefelsäuretröpfchen, die das Sonnenlicht streuen und bewirken, dass ein Teil der Strahlung zurück ins All reflektiert wird. In der Folge nehmen die globalen Durchschnittstemperaturen ab.

Sinkende Temperaturen

Schwefelsäuretröpfchen zählen zu den Aerosolen, das heißt in der Luft schwebende Teilchen. Diese können auf unterschiedliche Quellen zurückgehen. So werden Aerosole beispielsweise auch von Staub und Pollen gebildet. Wichtig sind solche Teilchen nicht zuletzt deshalb, weil sich an sie Wasser anlagern kann. Das heißt: Sie tragen zur Wolkenbildung bei.

Nach Angaben des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) können sich Schwefelverbindungen in bis zu 30 Kilometern Höhe kühlend auf das Klima auswirken. In einer veröffentlichten Studie hat das Institut KIT zeigen können, dass auch kleinere Vulkanausbrüche in den vergangenen zehn Jahren einen messbaren Einfluss auf die Schwefeldioxidkonzentration in 20 bis 30 Kilometern Höhe hatten. Bei großen Vulkanausbrüchen entstandene Aerosole bleiben nach Darstellung von Experten bis zu fünf Jahre in der Stratosphäre, das heißt in jenem Bereich der Atmosphäre, der abhängig von der geografischen Breite in Höhen zwischen etwa acht und 18 Kilometern beginnt und bis in eine Höhe von rund 50 Kilometern reicht. Temperaturen könnten dadurch um ein halbes bis mehrere Grad Celsius zurückgehen, heißt es.

Zu den spektakulärsten Vulkanausbrüchen des 20. Jahrhunderts gehört der des Pinatubo auf den Philippinen im Jahr 1991. Hunderte Menschen kamen ums Leben. Tausende Häuser wurden zerstört oder beschädigt und landwirtschaftliche Flächen verwüstet. Allein die Menge an Schwefeldioxid, die in die Atmosphäre gelangte, bezifferten Wissenschaftler auf viele Millionen Tonnen. Das beim Vulkanausbruch ausgestoßene Material führte unter anderem zu einer auffälligen Violettfärbung des Morgen- und Abendhimmels.

Wie folgenschwer Vulkanausbrüche sein können, zeigt auch der Ausbruch des indonesischen Vulkans Tambora im Jahr 1815. In der Region starben mehr als 70.000 Menschen. Der Sommer im Folgejahr 1816 fiel auf der Nordhalbkugel extrem kühl aus. Das Jahr ist deshalb als „Jahr ohne Sommer“ mit Missernten und Hungersnöten in die Geschichte eingegangen.