Vulkanismus Die Glut war vermutlich nicht ganz so heiß

Die Ausgrabungen und Untersuchungen in Pompeji und Herculaneum, den beiden während des großen Ausbruchs des Vesuvs vor nahezu 2000 Jahren vollkommen zerstörten süditalienischen Städten, bringen immer wieder überraschende Ergebnisse zutage. So behaupteten einige italienische Forscher vor drei Jahren, daß die Glutwolken, die damals Herculaneum unter sich begruben, weit mehr als 500 Grad heiß gewesen sein müssen.

Eine umfangreiche Analyse zahlreicher vulkanischer Ablagerungen rund um den Vesuv hat nun aber gezeigt, daß die Ascheflüsse der Eruption in den letzten Tagen des August 79 n. Chr. selten heißer als 400 Grad waren. Im Durchschnitt herrschten sogar nur Temperaturen zwischen 240 und 340 Grad.

Direkte Temperaturmessung

Bei aktivem Vulkanismus ist die Temperatur von Lavaströmen vergleichsweise einfach zu bestimmen. Sie läßt sich entweder anhand von Infrarotaufnahmen der glühenden Gesteinsschmelze ermitteln oder - wenn Lava wie beispielsweise auf Hawaii oder am Ätna sehr langsam dahinkriecht - direkt mit Temperaturfühlern messen. Weitaus schwieriger ist es dagegen, die Temperatur von Glutwolken und pyroklastischen Flüssen zu bestimmen.

Solche Glutlawinen entstehen meist dann, wenn die gewaltige Aschewolke, die bei einem schweren Ausbruch über einem Vulkan entsteht, instabil wird und aufgrund ihres eigenen Gewichtes zusammenbricht. Die Lawinen aus Asche, heißen Gasen und glühenden Lavafetzen rasen oft mit Geschwindigkeiten von mehr als hundert Kilometern pro Stunde die Vulkanhänge hinunter. Die Wucht dieser Lawinen würde jedes Meßgerät zerstören. Eine direkte Temperaturmessung wie bei Lavaströmen ist deshalb in solchen Flüssen ausgeschlossen.

Magnetische Minerale

Seit einigen Jahren versuchen die Forscher daher, die Temperatur, die in den Lawinen geherrscht hatte, nachträglich zu bestimmen - zum Beispiel dadurch, daß sie kurz nach einem Vulkanausbruch Temperaturfühler in die frischen Ablagerungen der pyroklastischen Flüsse stecken. Die erkaltete Deckschicht isoliert nämlich die Ablagerungen derart gut, daß es darin selbst einige Wochen nach einem Ausbruch oft noch mehrere hundert Grad heiß ist.

Liegt die Eruption lange Zeit zurück, können die Forscher über die Magnetisierung der in den Rückständen der Lawinen enthaltenen Gesteine Aufschlüsse über die bei der Ablagerung herrschende Temperatur gewinnen. Jede Gesteinsart hat nämlich eine Grenztemperatur, über der keine einheitliche Ausrichtung der magnetischen Mineralien im Gestein mehr stattfindet. Unterschreitet die Gesteinstemperatur diesen sogenannten Curie-Punkt, richten sich die meisten magnetischen Minerale innerhalb des Gesteins nach dem Erdmagnetfeld aus. Diese Magnetisierung bleibt so lange erhalten, bis das Gestein abermals über den Grenzwert hinaus erhitzt wird.

Temperaturen vergleichsweise niedrig

Nicht alle magnetischen Minerale im Gestein machen allerdings diese Ausrichtung mit. Ein kleiner Teil bleibt vielmehr in einem "chaotischen" Zustand. Wenn nun Gesteinsproben aus einem pyroklastischen Fluß im Labor langsam erhitzt werden, läßt sich nicht nur der Curie-Punkt des Gesteins ermitteln. Aus dem Verhältnis der Menge der geordneten und der ungeordneten Magnetminerale kann auch in etwa die Temperatur berechnet werden, die innerhalb der heißen Lawine zu jenem Zeitpunkt herrschte, als sie am Vulkanhang zur Ruhe kam.

Eine Gruppe italienischer Forscher unter Leitung von Raffaello Cioni von der Universität in Cagliari hat nun an dreizehn Stellen rund um den Vesuv aus pyroklastischen Flüssen des Jahres 79 jeweils mehrere Dutzend Gesteinsproben entnommen. Darunter befanden sich auch mehrere Proben aus Pompeji und Herculaneum. Wie die Gruppe jetzt im "Journal of Geophysical Research" (Bd. 109, S. B 02207) schreibt, stellte sich bei den Analysen heraus, daß die Glutlawinen nur an wenigen Stellen heißer als 400 Grad waren. Im Durchschnitt lagen die Temperaturen zwischen 240 und 340 Grad. Überraschend war nicht nur, daß die Temperaturen vergleichsweise niedrig waren, sondern auch, daß die Glutlawinen, unabhängig von ihrer Zusammensetzung und der Richtung ihrer Ablagerung, überall an den Vesuvhängen nahezu gleich heiß waren.

Die Ergebnisse stehen im Widerspruch zu den Erkenntnissen forensischer Untersuchungen einer anderen Forschergruppe an 80 aus Herculaneum geborgenen Skeletten. Diese Wissenschaftler kamen vor drei Jahren zu dem Schluß, daß die Temperatur der Glutwolken mindestens 500 Grad erreicht habe. Für ihren Tod sei ein Hitzeschock verantwortlich gewesen. Die Lage der Knochen der Gliedmaßen deute auf eine plötzliche Kontraktion der Muskeln hin.