vulkanische Gewitter

Sakura-jima: Blitzwolken

von

Den Sakurajima in Japan besuchte ich in den vergangenen Jahren öfters: die vulkanischen Blitze in den Aschewolken zogen mich immer wieder magisch an! Das Fotografieren am Vulkan ist niemals einfach, doch um Blitzwolken einzufangen bedarf es eines besonderen know how und viel Geduld. Ich war wieder mit Martin Rietze unterwegs und nach dem langen Flug machten wir uns abends nach unserer Ankunft in Kagoshima gleich auf den Weg zum Vulkan. Wie wollten wieder auf unseren Lieblingsplatz nächtigen und unsere Kameras aufbauen. Dieser liegt ca. 3 km vom Gipfel des Sakurajima entfernt, fast am Ende einer kleinen Stichstraße die zu einem Lahar-Schutzdamm führt. Doch, oh weh, das Grundstück mit der Wiese war eingezäunt und die Wiese schön säuberlich entfernt und der Boden planiert. Was nun? Mit schlechtem Gewissen umgingen wir die Absperrung und bauten unser Lager am Rande eines Gebüschs auf.

Bereits in der ersten Nacht wurde unsere Geduld auf die Probe gestellt: der Vulkan war ungewöhnlich ruhig und produzierte nur ein paar kümmerliche Aschewolken, so ganz ohne Blitze. Am Morgen dann, entlud sich die ganze aufgestaute Energie in einer ordentlichen Detonation! Die erzeugte Druckwelle sah man nicht nur in den Wolken über dem Krater, sondern sie war auch als kurze Schockwelle deutliche zu spüren. Nach der lahmen Nacht brachte uns dass in Schwung. Doch leider wurde das Wetter immer mieser und wir beschlossen unser Lager abzubrechen und brachen zum Vulkan Aso auf. Dieser liegt ungefähr 2 Fahrstunden vom Sakurajima entfernt. Aso war in den letzten Wochen strombolianisch aktiv und besonders Martin vernahm seinen lockenden Ruf.

Doch, wie konnte es anders sein, mit uns erreichte auch das schlechte Wetter den Vulkan. Kurz bevor die Wolken dicht machten, erhaschten wir noch einen kurzen Blick auf den Krater und einer kleinen Aschewolke, dann begann es auch schon zu regnen. Wir erkundeten das Visitorcenter am Fuße des Kraterkegels. Der Aufstieg zum Krater war natürlich gesperrt. Ich staunte nicht schlecht über die Größe des Parkplatzes: im Sommer musste hier mächtig was los sein! Nun ja, die Japaner lieben und verehren ihre Vulkane und gehen dort gerne wandern.

Gegen Abend dann, begann es zu schneien und Martin und ich verbrachten einen ungemütliche Nacht im Wagen, so ganz ohne Vulkanblick. Da wir wenig Zeit hatten, machten wir uns am nächsten morgen wieder auf den Weg zum Sakurajima. Wir unternahmen noch einen kurzen Abstecher zum Vulkan Kirishima. Dort war das Wetter besser und die vulkanische Landschaft beeindrucken! Wenn der Vulkan wieder aktiv werden sollte, muss man dort unbedingt hin!

Auf dem Weg zum Sakurajima stürmten wir noch einen Supermarkt: die Preise in Japan sind zum Teil enorm! Anstatt einen auf Selbstversorger zu machen, kann man besser in einem der wenigen Fastfoodrestaurants essen gehen, oder sich in einem Minimarket fertige Schnitzel kaufen.

Abends bezogen wir wieder Stellung am Sakurajima. Doch auch diese Nacht verlief recht ruhig. Morgens dann wieder eine schöne Eruption, diesmal bei schönerem Wetter!

Langsam wurde unsere Zeit knapp, doch in der nächsten Nacht sollten wir mehr Glück haben. Saku drehte auf und produzierte kurz hintereinander 2 Eruptionen mit vulkanischen Blitzen. Unsere Kameras ratterten im Dauermodus und kaum ein Blitz ging uns durch die Lappen. In der Luft hing das Grollen der Eruptionen und das Knistern elektrischer Entladungen, dass einem die Nackenhaare aufstellt. Beinahe euphorisch blickten wir durch unsere Kameras und hofften auf mehr, doch weitere Blitze blieben aus. So ist das am Vulkan! Oft braucht man viel Geduld für wenige kostbare Augenblicke erfolgreichen Erlebens.

Guckt euch auch das Video an.

Vulkanische Blitze und Gewitter

von

Vulkanische Gewitter entstehen besonders in den Eruptionswolken vulcanischer und plinianischer Vulkanausbrüchen. Vereinzelt treten Blitze aber auch bei kleineren Eruptionen auf.  Bei verschiedenen Gelegenheiten auf Anak Krakatau, am Ätna, Sinabung und Sakura-jima konnte ich schon vulkanische Blitze beobachten. Sie bildeten sich in den Aschewolken strombolianischer Eruptionen. Die Blitze entstanden meistens zwischen 5 und 10 Sekunden nach der Explosion.

Bei diesen vulkanischen Gewittern stören die neuen Oberflächen der fragmentierten Lava das elektrostatische Gleichgewicht. Neben der Anzahl der Partikel scheint die Anfangsgeschwindigkeit der aufsteigenden Tephra entscheidend für die Bildung von vulkanischen Blitzen zu sein. Zumindest bei den strombolianischen Eruptionen traten die Blitze vornehmlich auf, wenn die Eruptionswolke ungewöhnlich schnell aufstieg, der Gasdruck der Explosion also besonders hoch war.

Tagsüber sind elektrischen Entladungen in einer Eruptionswolke kaum zu sehen, wohl aber zu hören! An Gewittergrollen kann ich mich nur schwach erinnern, was in meinem Gedächtnis haften geblieben ist, ist das knisternde Geräusch statischer Elektrizität, das einem die Nackenhaare aufstellt.

Indes sind wissenschaftliche Untersuchungen dieses Naturphänomens recht selten, denn auch bei großen Eruptionen treten Blitze nicht zwangsläufig auf. So scheint es auch auf die atmosphärischen Bedingungen anzukommen, ob vulkanische Gewitter entstehen, oder nicht. Ronald Thomas vom NMT in Socorro ging dieser Frage im Januar 2006  am Mount St. Augustine in Alaska nach und installierte in 100 km Entfernung zum Vulkan zwei Messgeräte. Diese zeichneten die Richtung der Radiowellen-Emissionen auf, die bei elektrischen Entladungen entstehen. Am 28 Januar brach der Augustine aus und produzierte 4 größere Eruptionen, von denen Aschewolken, mehrere Kilometer hoch aufstiegen. Die Detektoren registrierten gleich in der ersten Eruptionswolke zwei Phasen elektrischer Entladungen. Als erstes wurden zu Beginn der Eruption direkt über dem Krater unzählige Mikroentladungen registriert, die in einigen sehr energiereichen Blitzen gipfelten. Daraus folgerten die Forscher, dass die heiße Tephra bereits im Förderschlot eine starke positive Ladung aufwies.

Während einer zweiten Blitzphase, die ca. 3 Minuten nach der ersten Explosion begann, registrierte Thomas über 300 Blitze, die von der Eruptionswolke ausgingen. Der längste Blitz war dabei 15 km lang. Dieses vulkanische Gewitter ähnelte einem Konventionellen. Neben der elektrischen Restladung der Tephra aus dem Initialstadium der Eruption, bauten sich in der Aschewolke elektrische Ladungen durch den Zusammenstoß der Aschepartikel auf. Ähnliches geschieht bei normalen Gewittern in Wolken, wenn Eiskristalle aufeinander treffen.

Zusätzlich registrierten die Messgeräte einen ca. 4 km langen Blitz, der vom Gipfel des Vulkans senkrecht in den Himmel schoss, um dann horizontal in die abdriftende Aschewolke  abzuknicken. Das lässt die Schlussfolgerung zu, dass sich am Gipfel selbst negativ Ladungen aufbauten, die sich hin zu einer positiv geladenen Aschewolke entluden.

Vulkanische Blitze spielen auch eine Rolle bei einer Theorie zur Entstehung des Lebens auf der Erde. Die Prozesse, bei denen aus anorganischer Materie organische Moleküle entstehen, wurden mittlerweile zum Teil in Laborversuchen nachempfunden. Bereits 1953 wiesen die Chemiker Miller und Urey in ihrem „Ursuppen-Experiment“ nach, dass aus Ammoniak, Wasserstoff und Methan Aminosäuren und Fettsäuren entstehen, wenn ihnen Energie in Form von Blitzen zugeführt wird. Das funktioniert aber nur unter dem Einfluss eines reduzierenden Milieus, also einer Atmosphäre – ohne freien Sauerstoff. Allerdings zerfallen die empfindlichen Bausteine des Lebens unter solchen Bedingungen schnell. Damit sie stabil bleiben, ist eines notwendig: Wasser.

Bedingungen, wie sie zur Entstehung von Leben notwendig sind, gab es nur in der Nähe urzeitlicher Vulkane. Dort konzentrierten sich nicht nur die erforderlichen anorganischen Verbindungen, sondern es herrschte auch das notwendige reduzierende Milieu vor. Zudem spien die Vulkane Wasser in Form von Wasserdampf aus, der schnell an feinen Partikeln kondensierte. Unter Energiezufuhr in Form von Blitzen, die häufig mit Vulkanausbrüchen einhergehen, entstehen unter diesen Bedingungen tatsächlich stabile organische Moleküle.

Fantastische Fotos eines vulkanischen Gewitters am Eyjafjallajökull stammen von Thorsten Böckel. Er hat sie bei den Geonauten gepostet.

Sakurajima in Japan

von

Der Vulkan Sakurajima liegt ganz im Süden des japanischen Inselarchipels, genauer, auf der Insel Kyushu. Der Vulkan bildet eine Halbinsel in der Bucht von Kagoshima. In der gleichnamigen Stadt, die dem Vulkan in 8 Kilometern Entfernung gegenüber liegt, leben ca. 500.000 Menschen. Da der Sakurajima zu den explosiven Subduktionszonen-Vulkanen gehört, geht von ihm ein erhebliches Gefahrenpotential für die Anwohner von Kagoshima aus.

Tatsächlich wird der Alltag der Menschen in Kagoshima stark vom Rhythmus des Vulkans beeinflusst. Der Vulkan ist daueraktiv und speit meistens mehrmals am Tag Aschewolken aus, die in Abhängigkeit von der Windrichtung auch über die Stadt driften und abregnen. Staubmasken und Schutzbrillen gehören wie der Regenschirm zur Standardausstattung der Menschen dort. Die Kinder lernen in der Schule Notfallmaßnahmen, falls sich ein größerer Ausbruch ereignen sollte. Um den Vulkan herum wurden Betonkanäle und Blockaden errichtet, um die gefährlichen Lahars (Schlammströme) und Pyroklastischen Ströme umzuleiten, die es hier reichlich gibt.

Der letzte wirklich große Ausbruch fand am Sakurajima 1914 statt. Bis zu diesem Zeitpunkt befand sich der Vulkan noch auf einer Insel. Austretende Lava schuf eine Landbrücke zum Norden der Bucht und verband so die „Kirschblüteninsel“ mit Kyushu. Die nahe Stadt wurde mit Asche bedeckt und zahlreiche Dächer stürzten ein. Der Ausbruch hatte einen VEI 4. Um eine Stufe stärker waren die Eruptionen, die sich zwischen 1471 und 1476 ereigneten. Diese Ausbrüche dürfen allerdings vergleichsweise schwach gewesen sein, betrachtet man die Eruptionen, die vor 22.000 Jahren zur Bildung der Aira-Caldera führten, die den Nordteil der Bucht von Kagoshima bildet. Aus dieser Zeit stammen die voluminösen Ignimbrit-Ablagerungen von Ito; die Hinterlassenschaft eines gigantischen Pyroklastischen Stroms. Vor 13.000 Jahren entstand in dieser Caldera der Sakurajima. Er ist also ein Jüngling im Vulkangeschäft. In dieser kurzen Zeit brachte es der Vulkan auf eine Höhe von 1117 Metern.

Der Gipfelkrater Kita-dake stellte seine Aktivität bereits vor 4850 Jahren ein. Seitdem ist ein neuer Krater (Minami-dake) entstanden, der ein wenig unterhalb des Gipfels auf der Flanke des Vulkans liegt.

In den letzten Monaten machten die Eruptionen des Minami-dake von sich Reden, da in den 2 bis 3 km hoch aufsteigenden Aschewolken häufig Blitze beobachtet und fotografiert wurden. Diese vulkanischen Gewitter sind verhältnismäßig selten zu beobachten, das sie meistens nur bei großen Eruptionen entstehen.

Bis zum 22. Juni 2010 wurden für das laufende Jahr 549 explosive Eruptionen gezählt; damit übertrumpft der Vulkan seine bisherige Bestleistung von 548 Eruptionen für das Jahr 2009. Der Sakurajima befindet sich in einer äußerst aktiven Phase.

Eine LiveCam zeigt aktuelle Bilder des Vulkans.