Forscher haben erstmals gezeigt, dass nicht nur Vulkanausbrüche zumindest kurzfristig das Klima beeinflussen können. Auch umgekehrt scheint das Klima allerdings die Vulkanaktivität zu beeinflussen, wie Wissenschaftler nun erstmals heraus fanden und im Fachmagazin „Geology“ veröffentlichten. Für ihre Studie untersuchten die GEOMAR-Forscher über einen Zeitraum von zehn Jahren mehrere Vulkane Zentralamerikas. Dabei konnten sie Vulkanausbrüche aus den letzten 460.000 Jahren rückdatieren. Als sie diese Daten mit den für die Ausbrüche verfügbaren Klimadaten verglichen, wurde deutlich, dass Perioden mit erhöhter Vulkanaktivität meist eine sprunghafte Temperaturerhöhung und Eisschmelze vorausgingen.
Der Ausbruch des philippinischen Pinatubo Anfang der 1990er Jahre ließ für einige Zeit die Temperaturen global um ein halbes Grad sinken. Die bei der Eruption in die Atmosphäre geschleuderte Asche reflektierte das Sonnenlicht, so beeinflusste der Ausbruch kurzfristig das weltweite Klima. Dass umgekehrt ein Temperaturanstieg die vulkanische Aktivität begünstigen könnte, ist jedoch neu. Forscher vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und der Harvard University haben jedoch bei der Untersuchung größerer Vulkanausbrüche der vergangenen einen Millionen Jahre rund um den Pazifik deutliche Hinweise für diesen Zusammenhang gefunden.
Zu diesem Ergebnis kamen die Forscher durch eine Langzeitstudie in der sie über zehn Jahre intensiv die Vulkane Zentralamerikas erforschten. „Unter anderem haben wir anhand von Aschelagen im Meeresboden die Geschichte der Vulkanausbrüche dort für die vergangenen 460.000 Jahre rekonstruiert“, erklärt der Vulkanologe Steffen Kutterolf vom GEOMAR. Schon von Beginn der Studie an fielen ihm und seinen Kollegen besondere Muster auf: „Es gab Epochen, in denen wir deutlich mehr große Eruptionen fanden als in anderen“.
Bei einem Vergleich mit der Klimageschichte ergab sich dann eine verblüffende Übereinstimmung: Die Phasen hoher vulkanischer Aktivität folgten jeweils mit leichter Verzögerung auf schnelle, globale Temperaturanstiege und damit verbundenen raschen Eisschmelzen. Um dieser Beobachtung nachzugehen, überprüften Kutterolf und seine Kollegen daraufhin weitere Bohrkerne aus dem gesamten Pazifikraum. Diese zusätzlichen Proben waren im Rahmen des Integrated Ocean Drilling Program (IODP) gesammelt worden und decken einen noch größeren Zeitraum von bis zu einer Million Jahre Erdgeschichte ab. „Tatsächlich fanden wir auch in diesen Kernen das gleiche Muster“, sagt die Geophysikerin Marion Jegen vom GEOMAR.
Doch was war der Grund für diesen offenbar globalen, zeitlichen Zusammenhang? Um dies zu klären, taten sich die Kieler Geologen mit Kollegen der Harvard Universität zusammen. Sie entwickelten gemeinsam geologische Computermodelle, die ihnen per Simulation mögliche Erklärungen lieferten: „In Phasen der Klimaerwärmung schmelzen die Gletscher auf den Kontinenten relativ schnell ab. Gleichzeitig steigt der Meeresspiegel. Das Gewicht, das auf den Kontinenten lastet, wird also in kurzer Zeit kleiner, das auf den ozeanischen Erdplatten größer, “ erklärt Jegen. Dadurch stiegen die Spannungen im Erdinneren und in der Erdkruste öffneten sich mehr Wege, an denen heißes Magma aufsteigen könne, so die Vermutung der Forscher. Da die Abkühlungen am Ende der Warmphasen viel langsamer verliefen, würde durch den Umkehrprozess keine solch großen Spannungen im Untergrund aufgebaut. Somit führe das Abklingen einer solchen Erwärmungsphase nicht zu erhöhter vulkanischer Aktivität, so die Hypothese weiter.
Auch über die aktuelle Lage machten sich die Geologen Gedanken: „Wenn man den natürlichen Klimazyklen folgt, befinden wir uns aktuell eigentlich am Ende einer Warmphase. Deshalb ist es vulkanisch ruhiger. Wie sich die von Menschen verursachte Erwärmung auswirken wird, kann man bei dem derzeitigen Forschungsstand noch nicht absehen“, sagt Kutterolf. Jetzt müsse man die Untersuchungen mit größerer zeitlicher Auflösung präzisieren, um die Prozesse im Erdinneren noch besser zu verstehen.
(GEOMAR / Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, 13.12.2012 – KBE)
