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Die Sache mit dem vulkanischen und menschengemachten Schwefeldioxid

Feuerberg über der Millionenstadt

Mit dem Popocatépetl ist nicht zu scherzen, soviel scheint klar. Mit einer Gipfelhöhe von über 5.400 Metern über dem Meeresspiegel ist er der zweithöchste Vulkan auf dem nordamerikanischen Kontinent.

Rauchfahne über dem Popocatépetl © USGS

Dass man den vergletscherten Gipfel nur an manchen Tagen vom etwa 60 Kilometer entfernten Mexico City aus sieht, liegt einzig und allein an der Dunstglocke, die meistens über der Stadt hängt. Mit knapp 20 Millionen Einwohnern ist die Metropolregion Mexico City eine der am dichtesten besiedelten Gegenden der Welt und auch eine der Regionen mit der höchsten Luftverschmutzung. So werden aktuellen Studien zufolge über 60 Tonnen Schwefeldioxid jeden Tag durch Industrie und Verkehr der Metropolregion emittiert.

10.000 Tonnen Schwefeldioxid pro Tag

Aber in Zeiten erhöhter Aktivität zeigt der Popocatépetl, zu was er in der Lage ist. So hatte der Vulkan im Zeitraum zwischen März 1996 und Januar 1998 wiederholt Ausbrüche, bei denen zeitweise über 10.000 Tonnen Schwefeldioxid pro Tag in die Atmosphäre gelangten. Das entspricht etwa einem Viertel der gesamten anthropogenen – vom Menschen verursachten – Schwefelemissionen Europas und etwa der Hälfte der Emissionen Mittel- und Südamerikas zusammen.

Allerdings bilden solche Phasen extrem hoher Emissionen eher die Ausnahme. Im langjährigen globalen Mittel greift der Mensch heute deutlich stärker in das Klima ein als Vulkane es im Durchschnitt tun. Auch wenn sich Vulkangase typischerweise hauptsächlich aus Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2) und Schwefeldioxid (SO2) zusammensetzen, und diese drei Gase alle auf direkte oder indirekte Art das Klima beeinflussen, spielen Vulkane im Normalfall eine untergeordnete Rolle für das globale Klima und tragen auf menschlichen Zeitskalen nur unwesentlich zum Treibhauseffekt bei.

Kein Leben ohne CO2

Obwohl die genaue CO2 Emissionsrate von Vulkanen schwer zu bestimmen ist und aufgrund der sich ändernden Aktivität stark schwankt, sind sich Wissenschaftler einig, dass der mittlere Beitrag der Vulkane nur ungefähr einem Hundertstel der heutigen, durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursachten anthropogenen Emissionen entspricht.

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Der Ausbruch des Pinatubo am 12. Juni 1991 schleuderte große Mengen Sulfataerosole in die Atmosphäre © USGS / Dave Harlow

Nur auf Zeitskalen von Hunderttausenden von Jahren haben Vulkane daher in geologischer Vergangenheit maßgeblich die atmosphärische Zusammensetzung unseres Planeten gestaltet, indem sie dafür sorgten, dass uns das CO2 nicht ausging. Das klingt paradox angesichts der gegenwärtigen CO2-Problematik. Aber ohne Kohlendioxid wäre die Erde komplett eingefroren. Seit der Industrialisierung überwiegt der menschliche Beitrag um Größenordnungen. Die Vulkanforschung bleibt dennoch ein wichtiges und äußerst spannendes Feld.

Pinatubo – ein Ausbruch mit klimatischen Folgen

Denn jeder Vulkanausbruch hat unmittelbare Folgen für die umliegende Region, und kann, je nach Dimension der Eruption, auch weitreichende Konsequenzen für die Erdatmosphäre haben. Ein prominentes Beispiel ist die Explosion des Pinatubo-Vulkans auf den Philippinen im Juni 1991, bei dem etwa 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die obere Atmosphäre, die Stratosphäre, gelangten.

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Die sich dadurch bildenden Sulfat-Aerosole – winzige feste oder flüssige Partikel, die so klein sind, dass es Jahre dauert, bis sie aus der Atmosphäre herausfallen und sich am Boden absetzen – reflektierten einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlen in das Weltall zurück. Damit führten sie zu einer länger währenden Senkung der Jahresmitteltemperaturen am Erdboden um etwa 0,5 Grad Celsius.

Das mag vernachlässigbar erscheinen, aber wenn man bedenkt, dass die mittlere globale Temperatur während des letzten glazialen Maximums vor 22.000 Jahren, bei dem Nordeuropa komplett vergletschert war, um nur circa sechs Grad unter der heutigen lag, erkennt man die Signifikanz dieses Ereignisses.

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Christoph Kern und Ulrich Platt / Ruperto Carola / Universität Heidelberg
Stand: 01.10.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Telegramm aus der Tiefe
Ein neues System warnt frühzeitig vor Vulkanausbrüchen

Feuerberg über der Millionenstadt
Die Sache mit dem vulkanischen und menschengemachten Schwefeldioxid

Warten auf den Ernstfall
Was wäre wenn der Popocatépetl ausbricht?

Lichtstreuung als Frühwarnsystem
Wie die Vulkangas-Messung per DOAS-Technik funktioniert

In sicherer Entfernung…
Vulkangasmessung weit weg vom gefährlichen Krater

Alarm am Santa Ana
Schwefelgase waren vor Vulkan-Ausbruch

Auf das Gas kommt es an…
Zusammensetzung der Vulkangase gibt Auskunft über Tiefenprozesse

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