Vulkanausbruch: Die Rolle des Grundwassers und der Polkappen

Berlin. Vulkanausbrüche können das Klima beeinflussen. Aber wie sieht es umgekehrt aus: Kann der Klimawandel die Vulkanaktivität beeinflussen?

Vulkanausbrüche sind wortwörtliche Feuerwerke der Natur und eine der erstaunlichsten und zugleich erschreckendsten Kräfte, die die Erde hervorbringt. Es gibt Tausende von Vulkanen auf der Erde, von denen nicht alle aktiv sind. Die Wissenschaft beschäftigt sich aus verschiedenen Gründen mit ihrer Erforschung. Ein wichtiger Punkt ist die Risiko- und Frühwarnung, doch auch die Umwelt spielt eine Rolle. Vulkane können durch ihre Aktivität beispielsweise das Klima beeinflussen.

Ob die Temperaturschwankungen ausreichen, um die Erderwärmung aufzuhalten, ist fraglich. Doch wie sieht die Wirkung andersherum aus? Können der Klimawandel und die daraus resultierenden Folgen für die Umwelt die Vulkanaktivität beeinflussen?

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Vulkanismus: Das passiert bei einem Vulkanausbruch

Bei einem Vulkanausbruch passiert im Prinzip nichts anderes, als dass geschmolzenes Gestein und Gase aus dem Inneren der Erde an die Oberfläche gelangen. Bis das passiert, gibt es jedoch verschiedene Prozesse, die im Inneren des Vulkans ablaufen:

Magma im Inneren der Erde: Alles beginnt tief unter der Erdoberfläche, wo extreme Temperaturen vorherrschen. Dort befindet sich geschmolzenes Gestein, das als Magma bezeichnet wird. Es ist zwischen 800 und 1200 Grad heiß und hat den Drang, nach oben zu steigen, weil es leichter ist als das umgebende Gestein.
Aufstieg des Magmas: Das Magma sucht sich seinen Weg nach oben durch Risse und Spalten im Erdgestein. Dabei steigt es langsam, aber stetig auf, ähnlich wie Blasen in einem kochenden Topf Wasser.
Gasbläschen bilden sich: Wenn das Magma aufsteigt, reduziert sich der Druck. Dies führt dazu, dass Gase im Magma zu Bläschen werden, ähnlich wie Kohlensäurebläschen in einem Getränk.
Erreichen der Oberfläche: Das Magma erreicht irgendwann die Erdoberfläche. Wenn das passiert, spricht man von einem Vulkanausbruch. Das geschmolzene Gestein und die Gase schießen aus dem Vulkan heraus.
Lava und Asche: Das flüssige geschmolzene Gestein wird als Lava bezeichnet und fließt den Vulkan hinunter. Die Asche und Gase bilden oft eine Wolke, die hoch in die Luft steigt.
Auswirkungen auf die Umgebung: Die Lava kann Bäume, Häuser und alles, was sich in ihrem Weg befindet, zerstören. Die Aschewolke kann den Himmel verdunkeln und sich in der Umgebung verteilen, was zu Problemen für Menschen, Tiere und Flugzeuge führen kann.
Nachwirkungen: Vulkane können über einen längeren Zeitraum aktiv bleiben und immer wieder ausbrechen. Die Gesteine und Ascheablagerungen, die bei den Ausbrüchen entstehen, können im Laufe der Zeit das umgebende Gelände verändern und fruchtbaren Boden für Pflanzen schaffen.

Das beschreibt zwar, was bei einem Ausbruch im Inneren des Vulkans passiert, doch es erklärt nicht, wieso es zu einem Ausbruch kommt. Warum das Magma auf einmal nach oben steigt, kann verschiedene Ursachen haben. Dazu gehören unter anderem:

Plattentektonik	Die Bewegung der Erdplatten spielt eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Vulkanausbrüchen. Vulkane sind oft an den Rändern tektonischer Platten oder Subduktionszonen zu finden, wo eine Platte unter eine andere abtaucht und dadurch das Aufsteigen von Magma ermöglicht.
Magma	Ein Aufstau von Magma in einer unterirdischen Magmakammer kann zu einem Vulkanausbruch führen. Wenn der Druck in der Magmakammer zu groß wird, bricht das Magma durch die Erdkruste aus.
Gasdruck	In vielen Magmen gibt es gelöste Gase, inbesondere Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Wenn sich der Gasdruck im Magma aufgrund von Aufstau erhöht, kann dies zu einem explosiven Ausbruch führen.
erhöhte seismische Aktivität	Erdbeben können den Druck in der Nähe eines Vulkans erhöhen und den Magmaaufstieg begünstigen.

Bei einigen davon handelt es sich um innere, bei anderen hingegen um äußere Faktoren, die durch die Umwelt bedingt sind. Die Wissenschaft untersucht aktuell, ob Vulkanaktivität auch auf die Folgen des Klimawandels zurückzuführen ist. Beispielsweise wird untersucht, wie sich der zunehmende Starkregen auf Vulkane aufwirkt.

Doch Starkregen ist nicht die einzige Folge des Klimawandels. Das Schmelzen der Polkappen ist ein bekanntes Problem, und auch die Sättigung des Grundwasserspiegels wird durch Klimaveränderungen beeinflusst.

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Vulkanausbruch: Der Einfluss des Grundwasserspiegels

Der Grundwasserspiegel ist der Pegel des Wassers, das sich unter der Erdoberfläche in den Poren des Bodens und in Gesteinsschichten befindet. Er kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, darunter Niederschlag, Verdunstung, menschliche Wasserentnahme und natürliche geologische Prozesse.

Vulkanausbrüche werden in der Regel durch den Aufbau von Druck in einer Magmakammer unter der Erdoberfläche ausgelöst, wenn Magma (geschmolzenes Gestein) in die Kammer strömt und sich ansammelt. Dieser Druck kann schließlich zu einem Ausbruch führen, wenn das Magma den Widerstand der umgebenden Gesteinsschichten überwindet und an die Oberfläche gelangt.

Ein erhöhter Grundwasserspiegel kann diesen Prozess im Vulkan auf verschiedene Weise beeinflussen:

Hydrothermale Aktivität: In einigen Vulkanen kann Wasser in das vulkanische System eindringen und dort eine sogenannte hydrothermale Aktivität auslösen. Das kann zu Dampfausbrüchen, heißen Quellen und sogenannten Fumarolen (Rissen in der Erdkruste) führen. Diese Aktivitäten sind nicht unbedingt Vorläufer eines Vulkanausbruchs, aber sie können auf das Vorhandensein von Magma und erhöhten Druck hinweisen.
Phreatische Eruptionen: Wenn Wasser in Kontakt mit heißem Magma kommt, wird es in Dampf umgewandelt, was zu sogenannten phreatischen oder phreatomagmatischen Ausbrüchen führen kann. Diese Ausbrüche sind in der Regel weniger explosiv als magmatische Ausbrüche, können aber dennoch gefährlich ein.

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Klimawandel: Schmelzen der Polkappen

Das Schmelzen der Polkappen ist in erster Linie auf den Klimawandel zurückzuführen. Durch steigende Temperaturen aufgrund von Treibhausgasemissionen schmelzen diese Eismassen, was zum Anstieg des Meeresspiegels führt. Der Anstieg des Meeresspiegels wiederum kann Küstenregionen überfluten und das Grundwasser beeinflussen.

Das ist aber noch nicht alles. Auch die Vulkanaktivität kann durch das Schmelzen der Polkappen und den Anstieg des Meeresspiegels beeinflusst werden:

Veränderungen des Drucks: Das Gewicht des Eises auf den Polarregionen drückt die darunterliegenden Kontinentalplatten nach unten. Wenn das Eis schmilzt, kann sich der Druck auf diese Platten verringern. Dies könnte die Vulkanaktivität beeinflussen, insbesondere in Gebieten, in denen sich Magma bereits unter der Oberfläche befindet. Ein plötzlicher Druckabbau könnte dazu führen, dass das Magma aufsteigt und einen Ausbruch auslöst.
Veränderungen des Meeresspiegels: Das Schmelzen der Polkappen führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels. Dies kann die Vulkanaktivität an Küsten beeinflussen, da der erhöhte Druck des Wassers auf die darunterliegenden Gesteinsschichten Auswirkungen haben kann.

Das Schmelzen der Polkappen ist jedoch ein langwieriger Prozess, der über Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte stattfindet. Zudem gibt es bislang keine Belege für einen direkten Zusammenhang zwischen dem Schmelzen der Polkappen und Vulkanausbrüchen. Wissenschaftler forschen jedoch in diesem Bereich. Das könnte Sie auch interessieren: Santorin: Steht ein Vulkanausbruch bevor? Experte ordnet ein