Die Klimakrise

Dass Vulkane das Klima beeinflussen ist nicht neu. Bei grossen Vulkansausbrüchen erhöhen etwa Sulfat-Aerosole die Albedo der Erde und sorgen so für eine Klimaabkühlung. Auch stossen sie Kohlendioxid aus – derzeit etwa 100 – 150 Millionen Tonnen pro Jahr – was bekanntlich das Klima beeinflusst. Doch, was weniger bekannt ist, auch das Klima beeinflusst die Vulkanaktivität. Warum und was für Konsequenzen das hat, das ist Thema dieses Beitrages.

Beim Abschmelzen der Gletscher und Eiskappen während des Übergangs vom letzten Glazial zum aktuellem Interglazial, dem Holozän, zeigen globale Rekonstruktionen der Vulkanaktivität eine Zunahme um den Faktor 2 – 6 über das Hintergrund-Level.

Rekonstruierte Anzahl an Vulkanausbrüchen bis 2000 Jahre vor heute (aus Huybers & Langmuir 2009). Es ist eine starke Zuname der Events zu sehen.

Warum diese Zunahme? Beim Abschmelzen des Eises, das auf Vulkanen liegt, nimmt die auf ihnen liegende Masse ab. Dies führt zu einer Druckentlastung wodurch zusätzliches Mantelgestein aufschmilzt, da der Schmelzpunkt vom Druck abhängig ist (bei einer Druckentlastung sinkt der Schmelzpunkt). Durch das zusätzlich vorhandene Magma ist mit einer Zunahme der Vulkanaktivität zu rechnen. Bei submarinen Vulkanen bewirkt das entsprechend genau das Gegenteil: Der Meeresspiegel nahm in dieser Zeit etwa 120 m zu, wodurch der Druck zunimmt und der Theorie zu Folge die Aktivität abnimmt. Nach Huybers & Langmuir 2009 werden durch diesen gegenläufigen Prozess aber nur 20% der Zunahme durch subaerische Vulkane ausgeglichen.

Was bedeutet dieser Effekt: Zum einen scheint hier ein potentiell bedeutungsvoller Feedback zu exisitieren: Bekanntlich wirken sich die Milankovitch-Zyklen besonders auf hohe Breitengrade aus:
Rupp 2009
Hier mit einem roten Pfeil die anhand der Milankovitch-Zyklen rekonstruierte, jährliche Solareinstrahlung bei 65°N vor ca. 110.000 Jahren, dem Ende der letzten Warmphase, markiert. Diese war damals deutlich reduziert, was nach gängiger Theorie zu einem Wachsen der Eismassen in der nördlichen Hemisphäre geführt hat, da im Sommer die Solareinstrahlung nicht mehr ausreichte um die im Winter neu hinzugekommenen Eismassen zu schmelzen. Dies hat sich natürlich auf die Albedo (Eis-Albedo Feedback) ausgewirkt und zusammen mit einem Absinken der Kohlendioxid-Konzentration das nächste Glazial verursacht.
Warum die Kohlendioxid-Konzentration sank, ist noch nicht restlos aufgeklärt. Möglicherweise könnte, bedingt duch das Eiswachstum auf der Nordhemisphäre die Vulkanaktivität abgenommen haben und somit der vulkansiche CO₂-Eintrag in die Atmosphäre. Potentiell hat der Feedback nach Huybers & Langmuir jedenfalls die Möglichkeit eine relevante Rolle zu spielen: Sie schätzen, dass 40 ppm des CO₂ Anstieges zwischen letztem Glazial auf dieses Interglazial durch diesen Vulkan-Feedback verursacht sein könnten (was etwa 40% des gesamten Anstieges entspräche).

Vielleicht hat sich der eine oder andere Leser gefragt: Gut, was vor ein paar Jahrtausenden war, schön und gut, aber könnte nicht die aktuelle Gletscherschmelze auch zu einer Zunahme der Vulkanaktivität führen?

Damit hat sich Hugh Tuffen 2010 näher beschäftigt. Ihm zufolge wird es zu einer Zunahme kommen, die grosse Frage ist nur, wie lange dauert es? Leider ist hier noch recht wenig bekannt, Daten aus Island zu Folge dürften es Zeiträumen von mehreren tausend Jahren sein. Doch lässt sich wohl kaum von einer Region auf tekonisch andere schliessen. Deshalb fordert Tuffen, dass hier noch mehr Forschung nötig sei.

Immerhin hat die Gletscherschmelze auf den Vulkanen nach Tuffen auch eine positive Folge: Schmelzen kleinere Gletscher oder Eiskappen auf Vulkanen ab, so nimmt die Gefahr von Laharen (Schlammströme) ab, da mit dem Schwinden des Eises die potentiell mögliche Menge an Schmelzwasser, die bei einem Vulkanausbruch freigesetzt werden kann, abnimmt.

Übrigens gibt es auch von Jörg Zimmermann einen Beitrag zu diesem Thema: Klimawandel läßt die Erde beben und Vulkane speien

von Martin Stolpe