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Supervulkanismus : Wahrscheinlich der Weltuntergang

Das Ende unserer Zivilisation könnte von hier aus kommen: Die Lazufre-Region mit dem Vulkan Lastarria in den chilenischen Anden. Bild: Picture Press/Gerhard Hüdepohl

Vor 200 Jahren waren die Folgen der Eruption eines indonesischen Vulkans noch in Europa zu spüren. Doch Supervulkanismus geht noch ganz anders. Was wissen wir darüber?

          „Der Morgen kam und ging – und kam und brachte keinen Tag. Ungetröstet in ihrer Furcht, vergaßen die Menschen alle Freude, erstarrten Herzens und selbstsüchtig im Gebet um Licht.“ Das Gedicht „Finsternis“, aus dem diese Zeilen stammen, schrieb der englische Dichter Lord Byron im Juli 1816 in Genf, in einem Sommer, der keiner war: kalt, völlig verregnet und gespenstisch dunkel.

          Ulf von Rauchhaupt

          Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Heute kennt man den Grund: Zwischen dem 10. und 15. April 1815 verwüstete der Vulkan Tambora nicht nur seine Umgebung auf der heute zu Indonesien gehörenden Insel Sumbawa und tötete mindestens 70000 ihrer Bewohner. Er spie auch große Mengen aerosolbildendes Schwefeldioxid bis in die Stratosphäre, wo Winde es verteilten, so dass es noch am anderen Ende der Welt die Sonne dämpfte. „Im Gegensatz zu Erdbeben können Vulkanausbrüche globale Folgen haben“, sagt Birger Lühr vom Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam, der an Untersuchungen des Vulkans Merapi auf Java beteiligt ist. Auch der Ausbruch des Pinatubo 1991 auf den Philippinen, die zweitstärkste Eruption des 20. Jahrhunderts, ist in globalen Klimadaten nachweisbar.

          Es geht noch um einiges heftiger

          Der Ausbruch von 1815 war der heftigste in historischer Zeit. Seine 160 Kubikkilometer Lava und Asche übertrafen selbst das, was bei der Detonation der Ägäisinsel Thera, dem heutigen Santorini, in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts v. Chr. frei wurde. Aber die Erde kann noch ganz anders. Vulkanologen bemessen die Stärke eines Ausbruchs mit dem Vulkan-Explosivitäts-Index (VEI). Er errechnet sich hauptsächlich aus der Größenordnung der ausgeschleuderten Materialmenge. Da diese bei Thera und Tambora in etwa vergleichbar war, haben beide dieselbe Indexzahl: sieben. Doch auch Eruptionen mit einem Explosivitäts-Index von acht, deren Ausstoß tausend Kubikkilometer übersteigt, sind nachweisbar. Der bislang letzte hinterließ vor 26500 Jahren den Taupo-See auf Neuseeland und der gewaltigste der jüngeren Erdgeschichte vor 74000 Jahren den bis zu 1oo Kilometer langen Toba-See auf Sumatra. Damals wurden 2800 Kubikkilometer ausgehoben und der dadurch verursachte „nukleare Winter“ dauerte mehrere Jahre.

          Werden solche Supereruptionen, wie Vukanologen Ereignisse mit Index sieben oder acht nennen, in Zukunft wieder passieren? Mit Sicherheit. So hat es etwa im Gebiet des Yellowstone-Nationalparks im amerikanischen Bundesstaat Wyoming schon dreimal gekracht: vor 2,1 Millionen Jahren, vor 1,2 Millionen und vor 640000 Jahren, wobei der letzte Ausbruch fast Toba-Dimensionen erreichte. Diese sogenannte Lava-Creek-Eruption verteilte ihre Asche bis an die Küsten des Pazifik und des Golfes von Mexiko. Und da Yellowstone bis heute vulkanisch aktiv ist, kann es durchaus sein, dass es noch ein viertes Mal passiert. Entsprechend genau haben die Vulkanologen die Gegend im Auge, ähnlich die Phlegräischen Felder bei Neapel, wo es vor 40000 Jahren einen Ausbruch mit Index sieben gab, den Toba-See oder die Taupo-Region.

          Beulen im Boden

          Dabei wird unter anderem die Bewegung des Untergrunds beobachtet. Denn Vulkaneruptionen speisen sich aus Magmakammern in etlichen Kilometern Tiefe, die man sich aber weniger als Hohlräume vorstellen muss, sondern als schwammartige Zonen mit 10 bis 30 Prozent Schmelze. Gespeist werden die Kammern aus dem Erdmantel, besonders entlang sogenannter Subduktionszonen, wo wasserhaltige Erdkruste in den zähplastischen Erdmantel gezogen wird. Die Feuchtigkeit setzt den Schmelzpunkt des Gesteins herab, so dass es in einer bestimmten Tiefe flüssig wird und aufsteigt. Erreicht neues Magma die Kammer, kann sich das in Hebungen der Erdoberfläche bemerkbar machen. An Orten wie Yellowstone oder den Phlegräischen Feldern werden solche Hebungen immer wieder beobachtet, was für sich noch kein Alarmzeichen ist, denn Senkungen gibt es ebenfalls. Auch lässt sich aus der Eruptionsgeschichte beispielsweise des Yellowstone-Gebiets nicht ableiten, hier sei nach 640 000 Jahren die nächste Supereruption überfällig. „Es ist durchaus möglich, dass Vorgänge im Erdmantel Yellowstone einmal seiner Magmaquelle berauben“, sagt Wu-Lung Chang von der University of Utah, der die Bodenbewegungen der Region über Jahre verfolgt hat. „Wir verstehen da vieles noch nicht“, sagt auch Birger Lühr vom GFZ.

          Gesichert scheint immerhin, dass Supereruptionen nicht einfach nur große Vulkanausbrüche sind, sondern qualitativ andere Ursachen haben als reguläre Eruptionen wie die des Pinatubo. Zu diesem Schluss kamen zwei Arbeiten Schweizer Forschergruppen, die Anfang 2014 in Nature Geoscience erschienen. Das eine Team ermittelte im Labor die Dichte von Magma unter Drücken wie sie im Erdinneren herrschen. Sie erwies sich als so gering im Vergleich zu dem umgebenden Gestein, dass eine ausreichend große Magma-Ansammlung allein durch ihren Auftrieb aufsteigt – ähnlich einem unter Wasser gehaltenen und dann losgelassenen Ball. Dann beult sich die Erde aus, der Druck auf die Magma sinkt, wodurch gelöste Gase ausperlen wie in einer rasch geöffneten Sprudelflasche. Die Gase reißen die Erde ringförmig um die Beule auf, worauf die zentrale Gesteinsdecke über der Magmakammer nach unten sackt und enorme Mengen an Magma aus dem Spaltenring an die Oberfläche drückt, wo sie in kürzester Zeit als Lava und Asche austreten – eine Supereruption.

          Die üblichen Verdächtigen

          Solch große Magmamengen können sich aber nicht in jungen Vulkansystemen sammeln, schloss das zweite Schweizer Team aus theoretischen Berechnungen. Denn dort ist die obere Erdkruste noch so kalt und spröde, dass aufsteigendes Magma die Kammerwände nur elastisch verformt. Dabei entstehen feine Risse, durch die das Magma immer wieder in kleinen Eruptionen entweicht. Erst wenn die Wände einer Magmakammer im Laufe der Zeit plastisch verformbar werden, kann sich die Kammer ohne die Bildung entlastender Risse ausdehnen. Nun sammelt sich Magma, bis eine kritische Grenze erreicht ist und die glutflüssige Soße Auftrieb bekommt.

          Wie im Fall von Yellowstone kann sich an einem Ort die Kruste durchaus mehrfach mit entsprechenden Magmamassen füllen. Dennoch muss der Herd der nächsten Supereruption nicht notwendig unter den üblichen Verdächtigen – Yellowstone, Toba, Taupo – schlummern. Es kann auch eine Vulkanprovinz sein, die bisher nur normale Aktivität gezeigt hat.

          Kommt das Verderben aus den Anden?

          Eine solche ist die Lazufre-Region am Vulkan Lastarria in den chilenischen Anden. Dort haben Forscher des GFZ mittels Satellitenmessungen eine 50 Kilometer große Beule gesichtet, die seit 1997 ungewöhnlich schnell anschwillt. Bis zu 2,5 Zentimetern im Jahr hebt sich dort der Boden.

          Noch weiß man kaum etwas über die Struktur der Magmakammer darunter. Dazu müsste man ein umfassendes Netz von Seismometern installieren, um mittels Erdbebenwellen auf die Kammergeometrie zu schließen. Bislang waren dort nur 16 solcher Geräte im Einsatz – am Merapi auf Java sind es 130, aber die Beobachtung dieses Vulkans ist wegen dessen Nähe zur Millionenstadt Yogyakarta auch einfacher zu finanzieren. Doch selbst wenn Lazufre einmal so gut untersucht ist wie beispielsweise Yellowstone: ob und wann das Gebiet zum Inferno wird, ließe sich kaum vorhersagen. Und selbst wenn – unternehmen könnte man dagegen noch weniger als gegen einen drohenden Asteroideneinschlag.

          Wer also eine Wette darauf abschließen möchte, wie die Welt untergeht, der sollte auf Vulkanismus setzen, zumal kosmische Treffer etwa zehnmal seltener vorkommen als Supereruptionen mit vergleichbaren globalen Auswirkungen. Schon ein neuer VEI-7-Ausbruch des Tambora hätte heute deutlich schlimmere Folgen als 1815, weil Asche und Aerosole Ernten vernichten würden, die ungleich mehr Menschen zu ernähren haben als damals. Und die Folgen für technisch komplexere Wirtschaftszweige lassen sich erahnen, wenn man an den Flugverkehr nach dem Ausbruch unter dem Eyjafjallajökull auf Island zurückdenkt. Ein Ausbruch vom Toba-Format würde unsere Zivilisation wohl kaum überleben. „Die ganze Erde war nur ein Gedanke“, heißt es in Byrons Gedicht „und der war Tod.“

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