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Dienstag, 25.07.2017
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Vulkanforscher wirbeln Staub auf

Künstlicher Vulkan soll Geheimnisse von pyroklastischen Strömen lüften

Seit 1944 “schläft“ der Vesuv. Sollte er jedoch irgendwann wieder ausbrechen, droht höchste Gefahr - denn rund um den Vulkan im Ballungsraum von Neapel leben rund 1,2 Millionen Menschen. Wie lassen sich dann möglichst viele von ihnen retten? Um diese Frage geht es bei einem neuen Projekt, an dem Vulkan-Forscher der Uni Würzburg beteiligt sind. Mithilfe eines künstlichen Vulkan über dem Aschewolken nieder regnen, erforschen sie die Entstehung und die Folgen von tödlichen „Lawinen“, die aus glühendem Gestein, Gasen und Asche bestehen.
Kollabierende Eruptionswolke

Kollabierende Eruptionswolke

"Das Gefährlichste an explosiven Vulkanausbrüchen sind die pyroklastischen Ströme, die dabei entstehen können", erklärt Professor Bernd Zimanowski. Wie es zu diesen Strömen kommt? Wenn ein Vulkan eine Eruptionswolke ausgeschleudert hat, kann sie in der Luft kollabieren, nach unten fallen und als alles vernichtende Lawine die Hänge des Berges hinunterrasen.

Solche Ströme sind mehrere hundert Grad Celsius heiß und können an die 250 Stundenkilometer schnell werden. Sie fegten zum Beispiel im Jahr 79 nach Christi Geburt den Vesuv hinunter und zerstörten Pompeji und weitere Städte. Jahrhunderte später, anno 1631, gab es wieder viele Tote bei einer Eruption, 4.000 an der Zahl.

Was, wenn der Berg wieder aktiv wird? Mehr als eine Million Menschen evakuieren, bei einer vielleicht nur sehr kurzen Vorwarnzeit? Wohl ein Ding der Unmöglichkeit. In Italien überlegt man, zumindest die Häuser im weiteren Umkreis des Vesuv so auszustatten, dass sie einem pyroklastischen Strom standhalten. Dabei denkt die Experten vorrangig an Gebäude wie Schulen und Kliniken, in denen viele Menschen Zuflucht finden können.


Allerdings weiß niemand, welche Gewalt die Vulkan-Lawinen entfalten, welchen Druck die Bauten aushalten müssen. Hier kommen nun die Würzburger ins Spiel: Zimanowski und sein Team vom Institut für Geologie sind dafür bekannt, dass sie in ihrem Physikalisch-Vulkanologischen Labor Eruptionen und andere vulkanische Vorgänge simulieren und analysieren können. Darum wurden sie von der italienischen Zivilschutzbehörde und dem Nationalen Geophysik- und Vulkanologie-Institut des Landes (INGV) sowie von Forschern der Universität Bari zu einem spektakulären Projekt eingeladen.

Forscher simulieren pyroklastische Ströme


Im Süden Italiens, in der Nähe der Gemeinde Spinazzola in Apulien, haben die Wissenschaftler im Freien einen künstlichen Vulkan gebaut, an dem sie pyroklastische Ströme simulieren. Dazu müssen sie ziemlich viel Staub aufwirbeln: Sie füllen eine Kanone mit bis zu 300 Kilogramm Vulkanasche vom Vesuv und feuern die Ladung mit genau festgelegter Abschussenergie bis zu 40 Meter hoch in die Luft.

So entsteht eine Eruptionswolke im Kleinformat, aber dennoch wie bei einem echten Ausbruch. Wenn sie zurück Richtung Boden fällt, trifft sie direkt auf einen zwei Meter hohen Hügel mit verschiedenen Hangneigungen, den die Forscher eigens für ihre Experimente aufgeschüttet und mit physikalischer Messtechnik gespickt haben. Damit erfassen sie eine Fülle von Daten, etwa die Entwicklung von Druck und Temperatur.

Sieben Stunden Vorbereitung


Das hört sich relativ einfach an, ist es aber nicht. "Das Experiment selber braucht zwar nur 30 Sekunden, aber Vorbereitung und Abbau dauern sechs bis sieben Stunden", sagt Zimanowski. Die in die Luft gefeuerte Vulkanasche muss vorher so aufbereitet werden, dass ihre Zusammensetzung und Körnung genau derjenigen zum Zeitpunkt eines echten Ausbruchs entspricht.

Zeitaufwendig ist auch die Auswertung der vielen Daten; hierfür veranschlagt Zimanowski etwa ein halbes Jahr. Mit ersten Ergebnissen ist Ende 2006 zu rechnen. Im schlimmsten Fall kommt bei dem Projekt heraus, dass die heutige Bautechnik gegen pyroklastische Ströme machtlos ist. Vielleicht aber lassen sich manche Gebäude doch als Schutzräume herrichten. Den 1,2 Millionen Einwohnern rund um den Vesuv gäbe das ein Stück mehr Sicherheit.
(idw - Universität Würzburg, 23.05.2006 - DLO)
 
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