Yellowstone erlebte Doppel-Ausbruch

Doppelte Katastrophe: Der Yellowstone-Supervulkan brach vor rund 630.000 Jahren gleich zweimal kurz hintereinander aus. Mit nur 170 Jahren Abstand überzog der Vulkan dabei weite Teile Nordamerikas mit Ascheregen. Das Ungewöhnliche dabei: Beide Male lösten die Eruptionen einen 80 Jahre andauernden vulkanischen Winter aus – das ist deutlich länger als es gängige Modelle für solche vulkanbedingten Abkühlungen vorhersagen.

Unter dem Yellowstone-Nationalpark in den USA liegt einer der größten Supervulkane der Erde – und er ist noch immer aktiv. Über einen Hotspot füllt heißes Magma aus dem Erdmantel die Magmakammern des Vulkans auf. In den letzten rund 17 Millionen Jahren hat dies bereits mehr als 140 Eruptionen dieses Supervulkans ausgelöst – mit verheerenden Folgen.

Eruptionsspuren am Meeresgrund

Überraschende Neuigkeiten zum letzten großen Ausbruch des Yellowstone-Vulkans haben nun Jim Kennett von der University of California in Santa Barbara und seine Kollegen aufgedeckt. Für ihre Studie hatten sie Ablagerungen im Meeresgrund vor der Küste Kaliforniens untersucht, die während dieser Eruption vor rund 630.000 Jahren entstanden sind.

Das Besondere daran: Die Sedimente in der Bucht von Santa Barbara liefern ein besonders klares Bild der zeitlichen Abfolge, weil sie kaum durch grabende oder bohrende Organismen durchwühlt wurden. Gleichzeitig enthalten die Ablagerungen viele Foraminiferen, deren Kalkschalen über ihre Isotopenzusammensetzung Rückschlüsse auf das damalige Klima erlauben. Den Forschern gelang es dadurch, die Vorgänge bei der Supervulkan-Eruption erstmals bis auf Jahrzehnte genau zu rekonstruieren.

Ausdehnung des Ascheregens nach den letzten großen Ausbrüchen des Yellowstone-Supervulkans © USGS

Doppelter Ausbruch

Das überraschende Ergebnis: Der Yellowstone brach vor gut 630.000 Jahren nicht nur einmal aus, sondern gleich zweimal. „Wir haben entdeckt, dass es damals zwei Asche-speiende Ausbrüche im Abstand von 170 Jahren gegeben hat“, berichtet Kennett. Den Beleg dafür liefern zwei deutlich voneinander getrennte Ascheschichten in den Meeressedimenten.

Welche dramatischen Folgen dies für die Region und das globale Klima hatte, zeigten die Isotopenauswertungen der Foraminiferenschalen: „Jede dieser beiden Eruptionen kühlte den Ozean um rund drei Grad ab“, berichtet Kennett. Gleichzeitig sanken auch die globalen Mitteltemperaturen relativ abrupt ab, weil die vom Vulkan ausgestoßenen Schwefelgase einen Schleier in der hohen Erdatmosphäre bildeten.

Ungewöhnlich lange Vulkanwinter

Der doppelte Yellowstone -Ausbruch verursachte demnach zweimal hintereinander einen vulkanischen Winter. „Jeder dieser vulkanischen Winter dauerte mindestens 80 Jahre, wie Zählungen der Jahresschichten in unseren Bohrkernen ergaben“, berichten die Forscher. „Das aber bedeutet, dass diese Zeiten der Abkühlung signifikant länger anhielten als es die meisten Modelle basierend auf dem Staub- und Schwefelausstoß vorhersagen.“

Warum das so war, ist bisher noch nicht eindeutig geklärt. Die Wissenschaftler vermuten jedoch, dass positive Rückkopplungen den Abkühlungseffekt der beiden Vulkanausbrüche noch verstärkt haben. „Die planetare Abkühlung war so stark und anhaltend, dass weitere Feedback-Mechanismen beteiligt sein müssen“, erklärt Kennett. In Frage kommen veränderte Meeresströmungen, aber auch die verstärkte Reflexion an Eisflächen.

Sensible Klimaphase

Auch das Timing der Yellowstone-Eruptionen könnte nach Ansicht der Forscher eine Rolle gespielt haben. Denn sie ereigneten sich in einer klimatischen Umbruchszeit unseres Planeten: Damals endete gerade eine Eiszeit. „Die ungewöhnlich langen vulkanischen Winter deuten darauf hin, dass das globale Klimasystem während solcher Übergänge zu Warmzeiten hochsensibel auf Störungen reagiert“, sagt Kennett. (Annual Meeting of the Geological Society of America, 2017; abstract)

(Geological Society of America, 27.10.2017 – NPO)