Die ultimative Naturkatastrophe: Supereruptionen

Zu den größten explosiven Eruptionen unserer Zeit gehören die Tambora-Eruption im Jahre 1815, die Krakatau-Eruption 1883 und der Ausbruch des Pinatubos 1991. Sie forderten zusammen über 86.000 Todesopfer und beeinflussten das Klima weltweit. Historische Aufzeichnungen decken jedoch nur einen kleinsten Bruchteil der Erdgeschichte ab, und in der gab es noch deutlich größere Ausbrüche. Sogenannte „Supervulkane” produzieren „Supereruptionen”: explosive Eruptionen, die mehr als 10¹⁵ kg an Magma fördern. Die unglaubliche Menge von einer Billiarde Kilogramm entspricht in etwa der 12-fachen Masse der Erdkruste unter ganz Berlin, die dort 33 km dick ist. Damit stellen Supereruptionen die Vulkanausbrüche von Tambora, Krakatau und Pinatubo weit in den Schatten, die weniger als ein Zehntel dieser Masse eruptierten.

Auf der Skala des Vulkan-Explosivitätindex (VEI), der die Stärke eines Vulkanausbruchs angibt, entsprechen Supereruptionen einer Stärke von 8. Zum Vergleich: Die weltberühmte Eyjafjallajökull-Eruption 2010 auf Island hatte einen VEI von 4. Wegen der hohen Ausbruchsintensität sind die Auswirkungen von Supereruptionen katastrophal, und stellen neben großen Meteoriteneinschlägen die ultimative Naturkatastrophe dar. Unsere menschlichen Vorfahren waren ihr bereits einige Male ausgesetzt. Zwar können sie uns nicht mehr von ihren Erfahrungen berichten, aber anhand der Ablagerungen von Supereruptionen schaffen es Geologen heute, die Abläufe Puzzlestück für Puzzlestück zusammenzusetzen. In der geologischen Vergangenheit bis 36 Millionen Jahre vor heute konnten 42 Supereruptionen identifiziert werden. Die jüngsten stammen von der Long Valley Caldera (vor 700.000 Jahren) und der Yellowstone Caldera (vor 600.000 Jahren) in den USA, Toba in Indonesien (vor 74.000 Jahren) und Taupo in Neuseeland (vor 26.500 Jahren). Die Toba-Eruption hat vermutlich zu einer dramatischen Reduzierung in der damaligen menschlichen Bevölkerung beigetragen.

Vulkanische Asche ist gesundheitsschädlich, bedroht den Luftverkehr und kann Dächer zum Einsturz bringen. Aber auch Landwirtschaft, das Straßennetz, Satellitenkommunikation, Stromerzeugung und -leitungen können in Mitleidenschaft gezogen werden. In Kombination mit den eruptierten vulkanischen Gasen – vor allem Schwefel und Halogene – hat die Aschewolke außerdem dramatische Auswirkungen auf das globale Klima. Für mehr als ein Jahrzehnt wird sich die globale Durchschnittstemperatur um bis zu 10 °C absenken und es gelangt deutlich weniger Sonnenlicht durch die Atmosphäre – ein sogenannter „vulkanischer Winter“ entsteht mit dramatischen Folgen vor allem für die Landwirtschaft. Weniger starke Klimaeffekte, zum Beispiel Veränderungen in der Intensität oder Häufigkeit des El Niño Phänomens, können sogar für Jahrzehnte anhalten. Die Opferzahlen einer Supereruption und die finanziellen und strukturellen Schäden wären erheblich.

Gefährlicher wird es, wenn sich etwas unter einem nicht überwachten Vulkan zusammenbraut. Die Ruhezeiten zwischen zwei Supereruptionen sind sehr lang, der geologische Katalog ist oft unvollständig und viele Ablagerungen konnten bisher noch nicht eindeutig einer Quelle zugeordnet werden. Darum ist es nicht auszuschließen, dass wir einige schlafende Supervulkane noch nicht kennen und dementsprechend auch nicht überwachen. Weiterhin kann sich auch jederzeit ein neuer Supervulkan formieren.

Supereruptionen traten in der Vergangenheit nicht gleichmäßig verteilt auf, sondern vor allem in zwei „Aktivitätspulsen“, in denen sie ungewöhnlich häufig waren. Der erste Puls lag zwischen 36 und 25 Millionen Jahren vor heute, der zweite begann vor 13,5 Millionen Jahren und hält bis heute an. Basierend auf der Aktivität der letzten 13,5 Millionen Jahre treten zwischen 1.4 und 22 Supereruptionen in einer Million Jahre auf. Nehmen wir an, dass diese Werte eine realistische Prognose für die Zukunft liefern – was mit großen Unsicherheiten verbunden ist, so liegt die Wahrscheinlichkeit für eine Supereruption in den nächsten 100 Jahren zwischen 0.014 und 0.2 Prozent.

Die Wahrscheinlichkeit für eine Supereruption innerhalb der nächsten eine Million Jahre aber liegt bei mindestens 75 %. Eine Supereruption ist eine beängstigende Vorstellung. Man sollte sich aber immer ihre Seltenheit vor Augen führen. Wenn die Auswirkungen von Supereruptionen auch katastrophal sind, so ist ihr Gesamt-Effekt in der Erdgeschichte im Vergleich zu den viel häufigeren, kleineren Eruptionen klein. Und doch ist die Wahrscheinlichkeit für eine Supereruption in unserer Lebenszeit nicht Null, und wir wissen noch immer viel zu wenig über die Mechanismen von Supervulkanen. Viel Forschungsarbeit muss noch geleistet werden. Auch die globale Gesellschaft muss sich über Generationen hinweg auf eine Supereruption und ihre Auswirkungen vorbereiten. Denn kommen wird sie, soviel ist klar.

  Jones, M. T., Sparks, R. S. J. & Valdes, P. J. (2007). The climatic impact of supervolcanic ash blankets. Climate Dynamics, 29(6), 553-564. doi:10.1007/s00382-007-0248-7

  Mason, B. G., Pyle, D. M. & Oppenheimer, C. (2004). The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth. Bulletin of Volcanology, 66(6), 735-748. doi:10.1007/s00445-004-0355-9

  Miller, C. F. & Wark, D. A. (2008). Supervolcanoes and their explosive supereruptions. Elements, 4(1), 11-15. doi:10.2113/GSELEMENTS.4.1.11

  Lingenhöhl, D. (2019, 26. April). Europas Supervulkan ist aktiver als gedacht. Die Phlegräischen Felder gehören zu Europas tektonisch gefährlichsten Regionen. Und sie brechen wohl in kürzeren Abständen aus, als man bislang annahm. Spektrum News.