Bei hochexplosiven Vulkanausbrüchen werden oft große Mengen an Asche, Gas und Fremdgestein mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 km/h aus der Erdkruste in die Atmosphäre geschleudert. Die Eruptionssäule kann dabei bis in die Stratosphäre steigen, in Höhen von 20 - 40 Kilometern. Oben in der Stratosphäre breitet sich die Aschewolke aus, manchmal wird sie dabei vom Wind verdriftet. Im Umfeld des Vulkans regnen die größeren Partikel wieder ab. Feinasche und Gas hingegen können lange in der Stratosphäre veweilen. Bei Eruptionen, die in Äquatornähe stattfinden, werden die Partikel in manchen Fällen um die ganze Erde verbreitet.
Da insbesondere an den Rändern tektonischer Platten sehr gasreiche Magmen aufsteigen, ereignen sich explosive Vulkanausbrüche häufig nahe der Ozeane. Ein Teil der Asche wird auf dem Land abgelagert, ein anderer Teil landet im Meer. Typischerweise ist der vom Wasser bedeckte Schelf eines Kontinents insgesamt recht flach. An solch flachen Hängen kommt es seltener zu Hangrutschungen als an steilen. Auf der Suche nach möglichst ungestörten Ablagerungssequenzen wählen Forscher üblicherweise Gebiete, in denen zudem keine starken Strömungen vorherrschen und möglichst wenig Sediment verdriftet wird. Hier ist die Perspektive auf gut erhaltene Ablagerungssequenzen von marinen Sedimenten und zwischengeschalteten vulkanischen Aschen am größten. Häufig sind diese Serien besser erhalten als an Land, wo oftmals Niederschläge, Wind und nicht zuletzt der Mensch die vulkanischen Lockergesteine durch Umlagerung verändert.
Weit mehr Eruptionen in der Vergangenheit als bisher angenommen
Ozeanbodensedimente durch Bohrungen vom Forschungsschiff aus zu beproben erlaubt zuverlässige Einblicke in die zeitliche Abfolge der Vulkanausbrüche. So konnten beispielweise in einer Serie von Bohrungen in die Cocosplatte und die Karibische Platte vor der Westküste Lateinamerikas wertvolle Bohrkerne gewonnen werden, in denen Tephralagen vergangener Vulkanausbrüche gut erhalten waren. Die daraus abgeleitete Tephrasequenz führte zum einen zu einer Vervollständigung der Eruptionschronologie, wie man sie von Arbeiten auf dem Festland aus kannte. Sie brachte einige bis dahin unbekannte Eruptionen ans Licht und machte damit deutlich, dass innerhalb der vergangenen 500.000 Jahre weit mehr große Eruptionen stattgefunden haben als vorher angenommen. Für eine Abschätzung des Risikos künftiger Eruptionen ist dies eine wichtige Information.
Zum anderen können mit den neuen Erkenntnissen die Volumina der produzierten Tephra viel genauer erfasst werden. Die Dimensionen vergangener Vulkanausbrüche zu bestimmen ist essenziell, um deren Stärke im Hinblick auf die Prognosen zukünftiger Eruptionen interpretieren zu können. Auch stellen sie eine unabdingbare Voraussetzung zur Abschätzung der während der Eruption frei gesetzten klimarelevanten Gase dar. Während anhand von Aufschlüssen an Land meist in erster Linie der nahe und mittlere Bereich des Ablagerungsfächers dokumentiert werden kann, erlaubt es die Kartierung von Tephra auf dem Meeresboden, auch die weit geflogenen Partikel zu erfassen. Auf diesem Wege wurde am Mittelamerikanischen Vulkenbogen festgestellt, dass die Menge des insgesamt ausgeworfenen Materials um mindestens 60 Prozent unterschätzt wird, wenn lediglich die Ablagerungsfächer auf dem Land betrachtet werden.
