Geowissenschaft: Mehr Vulkanausbrüche durch Klimawandel?

Ist der Ausbruch des Eyjafjalla-Vulkans auf Island, dessen Eruptionswolke dem europäischen Luftverkehr eine Zwangspause verordnete, eine Folge des Klimawandels? Auf den ersten Blick erscheint diese These ziemlich abwegig. Schließlich gab es in jeder Klimaphase Eruptionen, denn sie sind maßgeblich von Kräften im Erdinneren getrieben. Aber nicht allein.

Es mehren sich Hinweise darauf, dass eine weltweite Erwärmung zu verstärktem Vulkanismus führt. In einem Beitrag für die „Philosophical Transactions of the Royal Society A“ hat der britische Vulkanologe Hugh Tuffen von der Universität Lancaster jetzt den aktuellen Wissensstand zu dieser Annahme zusammengefasst (Band 368, Seite 2535). Diskutiert wird sie bereits seit längerem. So hatte 2002 eine Studie gezeigt, dass die vulkanische Aktivität auf Island nach dem Ende der letzten Eiszeit vor ungefähr 12 000 Jahren 30- bis 50-mal höher war als zuvor.

Der Grund dafür ist der Rückgang des Eises. Mit einer Dicke von mehreren hundert Metern, teilweise sogar Kilometern übt es einen beträchtlichen Druck auf darunter liegende Vulkane aus. Fehlt das Eis, sinkt der Druck, was die Bildung von Magma im Erdmantel beschleunigt. Normalerweise befinden sich dort nämlich nur ein bis zwei Prozent Flüssigkeit. Ein Druckabfall senkt den Schmelzpunkt des Mantelmaterials: Trotz gleichbleibender Temperatur von mehr als 1000 Grad Celsius nimmt der flüssige Anteil zu. Diese „Dekompressionsschmelzen“, wie sie von Geowissenschaftlern bezeichnet werden, haben eine geringere Dichte als das umgebende Gestein und drängen nach oben, beispielsweise in den Krater des Eyjafjalla-Vulkans.

Den Zusammenhang zwischen zurückweichendem Eis und verstärkter Vulkanaktivität an einem einzigen Förderschlot beweisen zu wollen, wäre unsinnig. Dafür spielen bei einem Ausbruch zu viele verschiedene Faktoren eine Rolle: von der Erdbebenhäufigkeit bis zu Änderungen der chemischen Zusammensetzung des Magmas im Lauf der Zeit. Außerdem seien da noch Vulkane wie der isländische Torfajökull, die trotz Eisschmelze ruhig bleiben, merkt Tuffen an.

Im weltweiten Durchschnitt jedoch, das zeigte eine statistische Analyse des Harvard-Forschers Peter Huybers und seines Teams im vergangenen Jahr, gab es nach dem Ende der letzten Eiszeit einen stärkeren Vulkanismus als heute. „Trotzdem gibt es noch viele Wissenslücken“, schreibt Tuffen. So wisse man nicht, wie viel Zeit zwischen dem Schmelzen und einer Reaktion der Vulkane vergehe. Es können wenige Jahre oder Jahrzehnte, mitunter Jahrhunderte sein.

Forschungsgebiet ist noch jung

„Darüberhinaus ist die gegenwärtige Schmelzperiode weltweit nur über 100 bis 200 Jahre belegt“, fügt er hinzu. „Der Gesamtrückgang des Eises weltweit bis heute beträgt vermutlich weniger als zehn Prozent dessen, was nach der letzten Eiszeit zwischen 18 000 und 7000 Jahren weggetaut ist.“ Die Befunde zur Vulkantätigkeit aus jener Zeit ließen sich darum nicht eins zu eins auf die Gegenwart übertragen.

„Dass das Klima einen Einfluss auf die Vulkantätigkeit hat, ist unter vielen Experten unbestritten“, sagt Thomas Walter vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. Das Forschungsgebiet sei noch recht jung, konkrete Angaben, wie groß diese Einflüsse sind, gebe es kaum. „Aber wir finden immer mehr Hinweise darauf, dass Veränderungen an der Oberfläche Auswirkungen bis in 20 oder 30 Kilometer Tiefe, wo sich Magma bildet, haben können.“

Es müsse nicht unbedingt Eis sein. Wenn plötzlich die Flanke eines Vulkans abrutscht, führt das ebenfalls zu Druckänderungen, die die Magmaförderung anstoßen können. „Das haben wir auf den Kanarischen Inseln und auf Hawaii nachgewiesen“, sagt Walter. Am Kilauea Vulkan gebe es nach heftigen Regenfällen regelmäßig Hangrutsche. Dabei bewegt sich die Südflanke des Vulkans um einige Zentimeter und löst Spalteneruptionen aus. „Wenn man so will, ist das eine weitere Verbindung zum Klima.“

Die Vulkanaktivität wird aber auch von anderen Faktoren gesteuert. „Durch Erdbeben werden ebenfalls die Spannungen im Untergrund verändert, was Eruptionen hervorrufen kann“, berichtet Walter. Davon können sogar mehrere Vulkane betroffen sein. Modellrechnungen hätten gezeigt, dass ein Beben nördlich von Palermo im Jahr 2002 Ausbrüche des Stromboli und des Ätna nach sich zog sowie Austritte vulkanischer Gase auf den Äolischen Inseln, die sich nördlich von Sizilien befinden. Auch nach dem starken Chile-Beben von 1960 seien wenige Wochen später mehrere Andenvulkane aktiver geworden, sagt der Vulkanologe.

„Der Italiener Warner Marzocchi kam sogar zu dem Schluss, dass die meisten großen Eruptionen des 20. Jahrhunderts durch Erdbeben ausgelöst wurden.“ Allerdings betrage die „Reaktionszeit“ teilweise bis zu 35 Jahren. „Das liegt daran, dass die physikalischen und chemischen Vorgänge in der Tiefe teilweise sehr langsam ablaufen, dann dauert es eine Weile, bis eine sichtbare Wirkung eintritt.“