Aschewolke über Europa Ein Vulkanausbruch kann das Weltklima verändern

Auf den Aufnahmen des amerikanischen Terra-Satelliten erscheint derzeit über dem Nordatlantik ein bräunlich schimmerndes schmales Band. Von der Südspitze Islands erstreckt sich das Band über die Färöer- und Shetland-Inseln bis an die norwegische Küste. Auf dem Foto, das der italienische Vulkanologe Marco Fulle jetzt aus dem Hubschrauber schoss, erscheint die Wolke unmittelbar über dem Gletscher dagegen schwarz, aufquellend, bedrohlich. Beide Bilder zeigen die Asche des Eyjafjoll, des bislang unscheinbaren, unter einem Gletscher - Isländisch „Jökull“ - schlummernden Vulkans, dessen Auswirkungen nach seinem Ausbruch vom Mittwoch bis aufs europäische Festland reichen.

Abgesehen von wenigen Ausnahmen gibt es so gut wie keine Vulkaneruption an Land, bei der keine Asche entsteht. Dabei ist dieser Ausdruck eigentlich irreführend, denn vulkanische Asche hat nichts mit den Verbrennungsrückständen in einem Kohleofen oder in einem mit Holz befeuerten Kamin tun. Während eines Ausbruchs verbrennt nämlich im Schlot eines Vulkans nichts. Vielmehr steigt glühendes, also flüssiges Magma aus der Erdkruste nach oben. Wie in jeder Flüssigkeit sind auch im Magma Gase gelöst. Solange sich das Magma tief in der Erdkruste befindet, ist der auf die Schmelze wirkende Druck so hoch, dass die Gase darin gelöst bleiben. Weil beim Aufstieg des Magmas der Druck aber abfällt, wird ein Vulkanausbruch oft mit dem Öffnen einer Sektflasche verglichen. Sobald man nämlich den Korken aus dem Flaschenhals entfernt, entspannt sich der Druck in der Flasche schlagartig, und das im Sekt enthaltene Kohlendioxid entweicht schäumend unter großem Getöse.

Aschepartikel können faustgroß sein

So wie das Gas im Schaumwein dabei viel Flüssigkeit aus der Flasche sprudeln lässt, reißt auch das aus dem Vulkanschlot entweichende Gas viel Magma mit. Das Magma beginnt zu schäumen und wird dabei in Milliarden kleiner Partikel zerfetzt. Wenn diese Teilchen in der Luft abkühlen und erstarren, bilden sich die dunklen Wolken, die bei starken Eruptionen über fast jedem Vulkan stehen. Diese Partikel haben keine einheitliche Größe. Manche Teile können faustgroß sein, andere wenige Millimeter groß, wieder andere so fein wie Staub. Die Geologen kennen für diese verschiedenen Partikel Wörter wie Vulkanschlacke, Tephra, Lapilli, Tuff oder Bims.

Die größeren Teilchen regnen in der Nähe des Vulkanschlots aus der Wolke. Die vielen Schlackenkegel in der Eifel sind auf diese Weise entstanden. Auch in Island kann man stundenlang über riesige Felder aus vulkanischen Teilchen in der Größe von Murmeln wandern. Die feineren Teilchen werden vom Wind verweht und landen als Körner oder Staub oft dutzende Kilometer weit vom Vulkankrater entfernt auf Wiesen und Feldern. Wegen seines hohen Mineralgehalts ist dieser Staub ein hervorragendes Düngemittel.

Partikel wurden bis in knapp zehn Kilometer Höhe geschleudert

Je nach der Kraft des Ausbruchs und den gerade über einem eruptierenden Vulkan herrschenden Winden können die feineren Partikel von weniger als einem Millimeter Größe bis hoch in die Luft geschleudert werden. Genau das geschah jetzt mit den Teilchen aus dem Eyjafjoll. Der ursprüngliche Druck im Magma war so hoch, dass die Partikel bis in knapp zehn Kilometer Höhe geschleudert wurden, wo sie der aus Nordwest über dem Atlantik wehende Wind in Richtung europäisches Festland trug.

Angesichts des sehr schmalen Bandes aus dieser feinen Vulkanasche erscheint es wie eine Überreaktion, den europäischen Luftraum zu sperren. Aber mit der feinen Asche ist nicht zu spaßen. Sie setzt nämlich die Luftfilter, Sensoren und Staurohre jener Flugzeuge zu, die sie durchfliegen. Die schlimmste Wirkung hat sie aber auf die Düsentriebwerke, die wegen der Asche ausfallen können und dann keinen Schub mehr liefern. Triebwerke überstehen übrigens Sandstürme ohne größere Schäden, während Vulkanasche zu ihrem Ausfall führen kann. Denn sie hat einen Schmelzpunkt von weniger als 1000 Grad. Wüstensand besteht dagegen im wesent lichen aus Quarz, der erst bei mehr als 1600 Grad schmilzt. In der Brennkammer von Jet-Triebwerken herrschen Temperaturen von bis zu 1300 Grad. Sand strömt deshalb nahezu unbeeinflusst durch das Triebwerk.

Viele Partikel werden mit dem Regen ausgewaschen

Saugt das Triebwerk aber Vulkanasche an, schmilzt ein Teil davon in der Brennkammer, kondensiert anschließend im kälteren Teil der Turbine und lagert sich dort als dicker Belag ab. Die dabei entstehende Verengung reicht aus, um den Luftstrom durch das Triebwerk zu unterbrechen. Es bleibt in einem „Compressor Stall“ stehen. Um solche Ausfälle und damit mögliche Abstürze und Notlandungen zu vermeiden, entschlossen sich die Behörden zur Sperrung der Lufträume. Im Laufe der Zeit verdünnt sich die Aschewolke aber immer mehr, und viele Partikel werden mit dem Regen ausgewaschen.

Bei ganz schweren Vulkanausbrüchen können die feinsten Partikel von einigen Mikrometern Größe über die Zone des Wettergeschehens hinaus bis in die Stratosphäre geschleudert werden. Dort können sie einen Teil des Sonnenlichtes blockieren. Das wiederum hat eine messbare Abkühlung der Lufttemperatur zur Folge und kann sogar zu Klimaänderungen führen. So gelten die Jahre 1815 und 1816 auf der Nordhalbkugel als „Jahre ohne Sommer“. Damals war der indonesische Vulkan Tambora in der gewaltigsten Eruption der Geschichte explodiert und hatte riesige Mengen Staub in die Stratosphäre geschleudert. Missernten in Europa waren die Folgen und in Neuengland schneite es damals sogar noch im Juni.

Den romantisch Veranlagten mag dieser stratosphärische Vulkanstaub allerdings das Herz erwärmen. Bei niedrig stehender Sonne hat die Streuung des Sonnenlichtes an den feinen Partikeln nämlich einen dramatischen optischen Effekt. Sonnenuntergänge tauchen den Himmel dann in alle Farben des roten Spektrums, von tiefem Purpur bis ins zarteste rosa.