Die Antarktis ist übersät mit Vulkanen, sie warten in den Startlöchern. Und der Vulkan in Tansania und die Vulkane in Island stehen bereits kurz vor einem Ausbruch. Der Ausbruch des Mount Tonga, der 150 Megatonnen Wasserdampf in die Stratosphäre freisetzte, hatte viele Jahre lang Auswirkungen auf die Atmosphäre. Satellitendaten deuten darauf hin, dass ein Vulkan in Tansania, der extrem flüssige Lava ausspuckt, möglicherweise auf dem Weg zum Ausbruch ist. Island ist aufgrund des Klimawandels von unkontrollierten Vulkanausbrüchen bedroht.
Der Ausbruch des Mount Tonga, der 150 Megatonnen Wasserdampf in die Stratosphäre freisetzte, hatte viele Jahre lang Auswirkungen auf die Atmosphäre. Der aktive Vulkan Hunga Tonga Hunga Ha’apai liegt auf der gleichnamigen unbewohnten Insel im pazifischen Tonga-Archipel. Tonga ist die Heimat von 21 holozänen Vulkanen.
Die neue Studie baut auf früheren Studien zum Einfluss eines Unterwasservulkans auf das Klima auf, schreibt das Journal of Geophysical Research.
Am 15. Januar 2022 brach der Unterwasservulkan Hunga Tonga-Hanga Ha’apai aus und verursachte einen gewaltigen Tsunami, der in ganz Tonga Häuser zerstörte und vier Menschen tötete. Eine weitere Langzeitwirkung dieses Ereignisses – der größten jemals von modernen wissenschaftlichen Instrumenten aufgezeichneten Unterwasserexplosion – war die enorme Menge an Aerosol- und Dampfwolken, die es in den Himmel schleuderte.
Schöberl et al. untersuchten, wie sich der Hunga-Ausbruch in den nächsten zwei Jahren auf das Klima auf der Südhalbkugel auswirkte. Sie fanden heraus, dass im Jahr nach dem Ausbruch der Kühleffekt durch vulkanische Aerosole, die Sonnenlicht in den Weltraum reflektierten, größer war als die Erwärmung durch Wasserdampf, der die Wärme in der Atmosphäre einfängt. Doch die meisten Auswirkungen des Vulkans waren bis Ende 2023 abgeklungen.
Der Ausbruch des Hunga Tonga Hunga Haapai im Januar 2022 war die größte Unterwasserexplosion, die jemals von modernen wissenschaftlichen Instrumenten aufgezeichnet wurde. Japanische Meteorologische Agentur, CC BY 4.0
Mithilfe von Satellitendaten untersuchten die Forscher, wie sich stratosphärische Aerosole, Gase und Temperaturen nach dem Ausbruch veränderten. Der Ausbruch des Mount Hunga brachte etwa 150 Megatonnen Wasserdampf in die Stratosphäre – eine Menge, die so groß war, dass sie den globalen Wasserdampfgehalt in der Stratosphäre um etwa 10 % erhöhte. Diese massive Wasserinjektion senkte die Temperaturen in der tropischen Stratosphäre im März und April 2022 um 4 °C. Diese vorübergehende Abkühlung führte wiederum zu einem sekundären Zirkulationsmuster, das im Laufe des Jahres 2022 zu niedrigeren Ozonwerten führte.
Durch den Ausbruch des Vulkans Hunga wurden außerdem 0,5 bis 1,5 Megatonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre freigesetzt. Schwefeldioxid erzeugt Sulfataerosole, die das Sonnenlicht reflektieren und zu einer Verringerung des Oberflächenstrahlungsantriebs bzw. der Differenz zwischen ein- und ausgehender Strahlung führen können. Dies könnte zu einer globalen Abkühlung führen, wenn die Aerosolbelastung groß genug ist, wie es beim Ausbruch des Mount Pinatubo im Jahr 1991 der Fall war, bei dem etwa 20 Megatonnen Schwefeldioxid freigesetzt wurden. Die Aerosolbelastung des Vulkans Hunga war nicht sehr groß und ihre Auswirkungen beschränkten sich in den Jahren 2022 und 2023 hauptsächlich auf die südliche Hemisphäre.
Eine Rauchsäule vom Ausbruch des Tonga-Vulkans war vom Weltraum aus sichtbar. NASA-Erdobservatorium
Obwohl der Ausbruch den Strahlungshaushalt der Erde für kurze Zeit beeinflusste, war die Veränderung sehr gering: Der globale Rückgang des Strahlungsflusses betrug über einen Zeitraum von zwei Jahren weniger als 0,25 Watt pro Quadratmeter, bevor er wieder das Niveau vor dem Ausbruch erreichte. (Weltweit absorbieren die Erdoberfläche, die Ozeane und die Atmosphäre im Laufe eines Jahres durchschnittlich etwa 240 Watt Sonnenenergie pro Quadratmeter.) Diese kurzfristige Änderung bedeutet, dass der Ausbruch von Hunga zu einer leichten Abkühlung auf der Südhalbkugel führen könnte Forscher sagen, dass es schwierig wäre, die gleichen Informationen nur aus meteorologischen Beobachtungen zu erhalten.
Satellitendaten deuten darauf hin, dass ein Vulkan in Tansania, der extrem flüssige Lava ausspuckt, möglicherweise auf dem Weg zum Ausbruch ist. Der Boden rund um einen seltsamen Vulkan in Tansania hebt sich, was darauf hindeutet, dass sich Magma in einem flachen Reservoir unter der Oberfläche ansammelt. Die Bewegung könnte ein Vorbote einer Eruption sein, sagen die Forscher.
Ol Doinyo Lengai ist ein aktiver Vulkan, der die flüssigste Lava der Erde ausspuckt. Satellitendaten zeigen, dass ein Magma-Reservoir etwa 1,4 Meilen (2,3 Kilometer) unter dem Krater im März 2022 anschwoll und die Kruste darüber plötzlich ausdehnte. Dieser schnelle Anstieg hielt bis Dezember 2022 mit konstanter Geschwindigkeit an, bevor er einer Phase langsameren Anstiegs wich, die bis August 2023 andauerte, heißt es in der neuen Studie.
Perioden der Hebung könnten Anzeichen einer bevorstehenden Eruption sein, sagte die leitende Studienautorin Ntambila Dauda, eine Doktorandin am Geodesy and Tectonophysics Laboratory der Virginia Tech, in einer Erklärung.
Es gibt Aufzeichnungen über Ausbrüche am Ol Doinyo Lengai, die bis in die 1880er Jahre zurückreichen, und der Vulkan ist seitdem zeitweise aktiv. „Diese Forschung könnte den tansanischen Behörden helfen, besser zu verstehen, was mit dem Vulkan passiert“, sagte Dawood.
Es ist der einzige Vulkan der Welt, der Karbonatit-Lava ausstößt, die extrem dünn und reich an alkalischen Elementen wie Kalzium und Natrium ist. Ol Doinyo Lengai, was in der Massai-Sprache „Berg Gottes“ bedeutet, speit hauptsächlich Lavaströme, die knochenweiß austrocknen. Dies liegt daran, dass sich Kalzium und Kohlendioxid in der Lava zu Calcit und anderen Karbonatmineralien verbinden, die in Gegenwart von Wasser oder Feuchtigkeit schnell zerfallen.
Forscher nutzen Satellitendaten, um die Verformung des Bodens rund um Vulkane zu messen. Im Jahr 2016 installierten Geologen der Virginia Tech an den Hängen des Ol Doinyo Lengai mit Satelliten verbundene Sensoren, um den periodischen Anstieg und Abfall der Erdkruste zu verfolgen, sowie ein Seismometer zur Erkennung von Erdbeben.
Frühere Studien verwendeten Satellitendaten, um die Aktivität des Ol Doinyo Lengai zu charakterisieren. Diese im Juni veröffentlichte Studie ergab jedoch, dass der Vulkan in den letzten zehn Jahren gesunken ist. Es ist unklar, welche Auswirkungen der jüngste Vorsprung auf den allgemeinen Abwärtstrend hatte.
Für die neue Studie erstellten Dowd und seine Kollegen Computermodelle, die vulkanische Signale aus Ol Doinyo Lengai-Satellitendaten extrahierten. Die Modelle zeigten deutliche Unterschiede zwischen den Hebungsmustern von 2022 und 2023, wobei erstere deutlich höhere Bodenverformungsraten aufwiesen als letztere.
„Dieses Signal könnte auf eine Ansammlung von Magma in einem flachen Magmaschlot oder einen erhöhten Druck in einem Magmakanal unter dem Schlot des aktiven Vulkans Ol Doinyo Lengai hinweisen“, schrieben die Forscher in der Studie, die am 9. Juli in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde.
Nahe an der Oberfläche aufsteigendes Magma deutet darauf hin, dass der Vulkan bald ausbrechen könnte, schreiben die Forscher. Die Ausbrüche stellen eine Bedrohung für die Menschen rund um den Vulkan dar und gefährden den Tourismus und den Flugverkehr in der Region, heißt es in der Erklärung. Berichten zufolge sind erst im Jahr 2021 Lavaströme vom Gipfel des Ol Doinyo Lengai ausgebrochen.
„Der Ansatz, den Dowd in diesem Artikel verfolgte, lieferte wichtige Fortschritte für unser Verständnis des dynamischen magmatischen Flusssystems von Ol Doinyo-Lengai“, sagte die Co-Autorin der Studie, Sarah Stamps, Assistenzprofessorin für Geophysik an der Virginia Tech, in einer Erklärung.
Laut einem Reuters-Bericht besteht in Island aufgrund des Klimawandels die Gefahr unkontrollierter Vulkanausbrüche.
„Es besteht so große Unsicherheit darüber, wann – ob – das passieren wird. Es könnte Jahre oder Jahrzehnte dauern, oder „es könnte früher passieren“, schreibt der Autor des Materials und zitiert die Worte der Vulkanologin vom isländischen Wetteramt Michelle Parks.
Der Veröffentlichung zufolge sind Gletscher in der Lage, vulkanische Aktivität einzudämmen. Die globale Erwärmung verringert diese Fähigkeit jedoch allmählich.
„Das enorme Gewicht von Gletschern und Eisschilden kann Vulkane unterdrücken. Wenn sich das Eis zurückzieht, schwächt sich der Abwärtsdruck auf die dünne äußere Kruste und den viel dickeren Mantel des Planeten ab, wodurch die Erdoberfläche ansteigt“, erklären die Autoren.
Vulkanausbruch auf der Halbinsel Reykjanes in Island. Archivfoto. Marco Di Marco
Wie bereits erwähnt, sind derzeit alle notwendigen Voraussetzungen für den Beginn einer neuen Eruptionswelle gegeben.
„Mittlerweile bedecken Gletscher nur noch zehn Prozent von Island, aber dieses Eis bedeckt immer noch mehr als die Hälfte der 34 aktiven Vulkansysteme des Landes und es schmilzt schnell, da die globalen Temperaturen steigen“, warnen die Autoren.
Die Geschichte der Ausbrüche in Island stützt diese Theorie. Nach dem Abschmelzen des Eises vor 10.000 bis 15.000 Jahren stieg die Häufigkeit von Vulkanausbrüchen auf der Insel um das 30. bis 50. Mal. Die Wirkung von in der Erdkruste angesammeltem Magma kann die globale Erwärmung beschleunigen, und Vulkane können das Abschmelzen von Gletschern beschleunigen und einen Anstieg des Meeresspiegels verursachen. Allerdings befürchten Wissenschaftler, dass der schnelle Rückzug der Gletscher und die Ansammlung von Magma den Ausbruch eisbedeckter Vulkane auf der ganzen Welt auslösen könnten, heißt es in dem Material.
Die führenden Klimaforscher der Welt haben diese Woche einen offenen Brief an die nordischen Staats- und Regierungschefs geschrieben, um vor einer drohenden Katastrophe aufgrund des Zusammenbruchs wichtiger Strömungen im Atlantik zu warnen.
