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Freitag, 28.07.2017
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Forscher enträtseln „überkochende“ Vulkan-Seen

CO2-Eruptionen an Kraterseen untersucht

Heftige, unerwartete CO2-Eruptionen an Kraterseen können zu einer Katastrophe für Mensch und Umwelt werden. Forscher untersuchen jetzt in ecuadorianischen Vulkanseen wie sich gefährliche CO2-Blasen bilden und warum es zur plötzlichen Freisetzung des Gases kommt.
Der Kratersee Cuicocha in Ecuador

Der Kratersee Cuicocha in Ecuador

Vulkangebiete bieten nicht nur attraktive Landschaften und Naturschauspiele, auch Forscherherzen schlagen hier höher. Vieles rund um die Vulkantätigkeit ist nämlich noch unbekannt. Wissenschaftliche Fragestellungen gibt es zuhauf zu beantworten. Günter Gunkel von der Technischen Universität Berlin hat sich einer dieser Fragen angenommen. Seit zirka einem Jahr untersucht er in Kooperation mit ecuadorianischen Kollegen von der Universidad Central die Anreicherung von Kohlendioxid (CO2) in tiefen Vulkanseen.

Killerseen in Afrika


Erst die Katastrophe am Lake Nyos in Kamerun, 1986, hatte die Experten auf das Problem der CO2-Anreicherung aufmerksam werden lassen. Damals starben infolge einer plötzlichen CO2-Eruption zirka 1700 Menschen. Seitdem ist dieser Typus von Vulkanen bekannt, doch bis heute weiß man nicht, wie es zur Akkumulation und der plötzlichen Freisetzung des CO2 kommt. "Es ist möglich, dass gasförmiges CO2 aus der Magma ausgast, durch die Felsspalten nach oben dringt und sich im Tiefenwasser löst", sagt Günter Gunkel. Welche Mechanismen dazu führen, will er in Ecuador herausfinden.

Wie schnell ändert sich die CO2-Konzentration innerhalb des Sees, kann man chemische Fällungsreaktionen nachweisen und gibt es Hinweise darüber, ob in vergangener Zeit Hangrutsche stattgefunden haben? Dies sind nur einige Fragen, die Gunkel und sein Team beantworten wollen. Aus zwei Vulkanseen nehmen die Forscher dafür Proben, vom Quilotoa und dem Cuicocha. Aus unterschiedlichen Tiefen (bis zu 250 Meter) holen sie das Wasser, und sie untersuchen die Sedimente.


20 Liter CO2 in einem Liter Wasser


Transport der Ausrüstung zum Kratersee Quilotoa

Transport der Ausrüstung zum Kratersee Quilotoa

Eigens dazu hat Gunkel ein spezielles Probenahmegerät gebaut: ein Druckbehälter, der in der Tiefe des Sees verschlossen werden kann und den dort herrschenden Wasserdruck mit den gelösten Gasen konserviert. "Es ist nicht so leicht, diese Forschungen durchzuführen", verrät Gunkel. Immerhin befindet sich der Quilotoa auf 4.000 Meter Höhe. Und von dort oben fällt der Krater bis zur Seeoberfläche 300 Meter steil ab. Man muss alle Gerätschaften, auch die Arbeitsplattform, herunter tragen, mit der man dann in die Mitte des Sees fährt, zu dessen tiefster Stelle. Doch die Mühe lohnt sich, meint Günter Gunkel. Schließlich sollen die Ergebnisse zu einem Modell führen, das erklärt, warum das gesamte CO2 plötzlich aus dem See heraussprudelt.

"20 Liter des Gases lösen sich in einem Liter Wasser", erläutert Gunkel. Wenn die schlagartig nach oben treten, wirkt der See, als würde er kochen. Eine 20 Kubikkilometer große Gaswolke würde sich ausbreiten. Und da das Kohlendioxid schwerer als Luft ist, sinkt es zu Boden. Menschen und Tiere würden wie am Lake Nyos ersticken. Um dies verhindern zu können, wollen die Forscher wissen, ob es beispielsweise Erdbeben sind, die das CO2 plötzlich nach oben treten lassen, kleine Hangbewegungen oder ob im See thermische Prozesse stattfinden.

Überwachungssystem für Kraterseen


"Nach der Katastrophe in Afrika wurden die Kraterseen in Japan untersucht, aber in Lateinamerika fehlte das Geld", sagt Gunkel. Seine Forschungen sind deshalb auch eine Art Entwicklungshilfe. Sie sollen dazu führen, dass die einheimischen Wissenschaftler ein eigenes Überwachungssystem aufbauen können. Siedlungsgebiete im Bereich der Vulkanseen könnten dann als sicher oder unsicher ausgewiesen werden, so dass Investitionen in die Region fließen.

Gegebenenfalls könnten die betroffenen Seen auch kontrolliert entgast werden. Allerdings kommen selbst gutgemeinte Absichten nicht immer als solche an. Die einheimischen Indianer glauben nämlich, dass die "Eindringlinge" mit ihren Geräten nach Gold oder Erdöl suchen. Gunkel, gerade aus Ecuador zurückgekehrt, musste deshalb den Verlust seiner Ausrüstung beklagen. Doch er hat sie sich zurückgeholt und abschrecken lassen will er sich davon nicht. "Wir werden das Projekt zu Ende führen, auch wenn es mühsamer Verhandlungen mit den Indianern bedarf."
(idw - Technische Universität Berlin, 20.04.2004 - DLO)
 
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