Hunga Tonga-Hunga Ha’apai

Beim Hunga Tonga-Hunga Ha’apai handelt es sich um einen submarinen Vulkan in Tonga. Er generierte 2021/2022 die stärkste Eruption seit dem Tambora-Ausbruch 1815.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai: mögliches Vorwarnzeichen entdeckt

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Studie benennt spezielle Erdebenwellen als mögliches Vorwarnzeichen der Katastrophe am Hunga Tonga-Hunga Ha’apai

Im Januar 2022 kam es zu einer gewaltigen Eruption am abgelegenen Inselvulkan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, der bereits mehrfach Thema bei uns bei Vnet war. Der Vulkan war erst vor kurzem aufgetaucht und bildete eine temporäre Insel, die sich bei der gewaltigen Eruption jedoch selbst zerstörte, wodurch Hunga Tonga-Hunga Ha’apai wieder zu einem submarinen Vulkan wurde.

Der Ausbruch am 15. Januar 2022 markierte das große Finale einer Eruptionsserie, die bereits im Dezember des Vorjahres begonnen hatte und zunächst moderat verlief. Niemand hatte die massive Explosion erwartet, die nicht nur die junge Vulkaninsel vernichtete, sondern auch Vulkanasche und enorme Mengen Wasserdampf bis in eine Höhe von 57 Kilometern aufsteigen ließ – die höchste jemals gemessene Eruptionswolke. Die Druckwellen der Explosion liefen mehrfach um den Erdball und ließen Seismometer weltweit erzittern.

War die Eruption wirklich so überraschend? Nein, sagen Forscher um den japanischen Vulkanologen Mie Ichihara, die Seismogramme nach möglichen Vorzeichen untersuchten – und fündig wurden. Vor der großen Eruption breiteten sich sogenannte Rayleigh-Wellen an der Erdoberfläche aus, deren Ursprung im Tonga-Archipel lag. Diese Wellen wurden von zwei Seismometern auf den Inseln Fidschi und Futuna aufgezeichnet.

Rayleigh-Wellen, die bei Erdbeben und Vulkanausbrüchen entstehen, sind langsamer als die bekannten P- und S-Wellen von Erdbeben. Während sich P- und S-Wellen durch das Erdinnere bewegen, pflanzen sich Rayleigh-Wellen entlang der Oberfläche fort und zeigen ein komplexes Schwingungsmuster.

Vermutlich wurde diese Welle durch einen Riss in einem schwachen Bereich der ozeanischen Kruste unter der Caldera des Vulkans verursacht, durch den große Mengen Meerwasser bis zum Magmakörper vordringen konnten. Das Wasser verdampfte explosionsartig und löste eine phreatomagmatische Eruption aus – eine der stärksten Arten vulkanischer Explosionen, die bereits mehrere Inselvulkane zerstört hat, darunter den berühmten Krakatau. Solche Eruptionen können auch an gletscherbedeckten Vulkanen auftreten. So geht man etwa davon aus, dass auch der Ausbruch des Laacher-See-Vulkans phreatomagmatischen Ursprungs war, obwohl es vor der Eruption keinen See an dieser Stelle gab. Ob hier Grundwasser oder Wasser vom nahegelegenen Rhein die Quelle war, ist ungewiss.

Obwohl die genauen Auslöser des calderabildenden Ausbruchs unbekannt sind, wird vermutet, dass ein langer Prozess vorausging. Das frühzeitige Erkennen solcher Vorzeichen könnte Küstenregionen mehr Zeit geben, sich auf drohende Tsunamis vorzubereiten.

Allerdings gibt es einen Haken: Die Rayleigh-Wellen wurden etwa 15 Minuten vor Beginn der Eruption registriert, und die Seismometer befanden sich rund 750 Kilometer entfernt vom Vulkan. Es bleibt also nur wenig Zeit, um die Bevölkerung vor einer möglichen Katastrophe zu warnen.

Die Studie verdeutlicht jedoch, dass phreatomagmatische Eruptionen sich tatsächlich sehr schnell entwickeln können, sobald Magma mit Wasser in Kontakt kommt.

Hunga-Tonga-Ha’apai-Eruption beeinflusst Klima

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Vulkanausbruch in Tonga könnte globales Wetter bis mindestens 2030 beeinflussen

Dass der Vulkanausbruch des Hunga Tonga-Hunga Ha’apai das globale Wetter beeinflussen könnte, ist keine neue Spekulation. Relativ neu sind jedoch die Erkenntnisse einer Studie, die Ende Mai im Bulletin der Amerikanischen Meteorologischen Gesellschaft veröffentlicht wurde. Demnach kommen die Forscher Martin Jucker, Chris Lucas und Deepashree Dutta zu dem Schluss, dass der Vulkanausbruch das globale Klima bis mindestens zum Jahr 2030 beeinflussen könnte. Grund hierfür sind die enormen Mengen Wasserdampf, die infolge der submarinen Eruption im Januar 2022 bis in die Stratosphäre aufgestiegen sind. Es handelte sich um 146 Millionen Tonnen Wasserdampf, die mit der Eruptionswolke des Vulkans bis auf eine Höhe von 57 Kilometern aufgestiegen sind. Es war der stärkste Vulkanausbruch seit der Tambora-Eruption im Jahr 1815. Der Wasserdampf verteilt sich nur langsam in den hohen Luftschichten und beeinflusst dort die Höhenwinde.

Die Forscher erstellten verschiedene Simulationen von Klimamodellen, bei denen sie die Chemie der Atmosphäre variierten, um die Auswirkungen des stratosphärischen Wasserdampfs auf die Oberflächentemperaturen zu bewerten. Die Simulationen kamen zu dem Ergebnis, dass sich während des Winters auf der Nordhalbkugel der Erde, besonders in den borealen Zonen, die Landmassen erwärmen. In Skandinavien und Nordrussland, aber auch im Norden von Kanada, fallen dadurch die Winter deutlich milder aus und es kann mehr schneien. Aber auch in den gemäßigten Breiten kommt es zu einer Erwärmung. Während des Winters auf der Südhalbkugel kommt es zu einer zusätzlichen Abkühlung, von der besonders Australien betroffen ist. Auch hier können sich die Niederschlagsmengen vergrößern.

Die Forscher verwiesen darauf, dass die Effekte des Vulkanausbruchs komplexer sind als eine bloße Erwärmung infolge der Emission von Treibhausgasen. Die durch den Wasserdampfeintrag in die Stratosphäre ausgelösten Änderungen der Höhenwinde beeinflussen in Zusammenhang mit der Erwärmung der Oberfläche auch Faktoren wie regionale Zirkulationsmuster und Wolkenrückkopplungen. Letztendlich könnte es allein durch das zusätzliche Wasser in der Atmosphäre zu erhöhten Niederschlägen kommen.

Die Forscher schließen mit einem Plädoyer, dass es weitere Forschungen geben muss, um die Effekte der Anomalie auf Klimaphänomene wie El Niño besser zu verstehen.

Ich finde es sehr spannend, wie ein Vulkanausbruch im fernen Tonga das Leben aller Menschen auf diesem Planeten beeinflussen kann. Ein wenig verwunderlich finde ich, dass Mainstreammedien kaum darüber berichten und dass die Erkenntnisse offenbar auch nicht zu den normalen Meteorologen durchgedrungen zu sein scheinen. Denn die extremen Niederschläge der letzten Monate, die mit zahlreichen Flutkatastrophen einhergingen, könnten durch die Phänomene infolge des Vulkanausbruchs in Tonga verstärkt worden sein und nicht ausschließlich durch den anthropogenen Einfluss auf den Klimawandel herrühren. Insofern eine wichtige Erkenntnis, wenn es um Debatten und Maßnahmen zum Klimawandel geht. (Quelle: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0437.1)

Neue Studie zur Hunga-Tonga-Ha’apai-Eruption

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Hauptphase der Hunga-Tonga-Hunga Ha’apai-Eruption vermutlich durch magmatisches Gas ausgelöst

Der submarine Vulkan Hunga-Tonga-Hunga Ha’apai war im Januar 2022 für eine der größten Eruptionen der letzten 300 Jahre verantwortlich. Bei der Eruption handelte es sich um einen plinianischen Ausbruch mit einem VEI 6. Nachdem der Ausbruch einige Wochen andauerte, intensivierte er sich am 15. Januar innerhalb weniger Stunden enorm und erzeugte in gigantischen Explosionen eine Aschewolke, die bis zu 58 Kilometer hoch aufstieg. Die Explosionen rissen ein Loch in die Ozonschicht und bliesen enorme Mengen Wasserdampf in die Stratosphäre, wo sie das Klima bis heute beeinflussen. Die Eruption war so zerstörerisch, dass die Vulkaninsel, die gerade über den Meeresspiegel hinausgewachsen war, zerstört wurde. Zurück blieb ein 850 Meter tiefer Krater mit einem Volumen von 6,3 Kubikkilometern. Diese explosive Eruption verursachte auch atmosphärische Schockwellen, extrem hohe Tsunamis und ungewöhnliche, zerstörerische Meteotsunamis.

Bislang wurde vermutet, dass Risse im Vulkan Meerwasser bis zu den Magmenkörpern dringen ließen und phreatomagmatische Explosionen auslösten. Neue Untersuchungen eines neuseeländisch-australischen Forscherteams legen nahe, dass der Vulkanausbruch auf eine gasgetriebene Explosion magmatische Ursprungs zurückzuführen ist, nicht auf eine phreatomagmatische Explosion. Die jüngsten Erkenntnisse von GNS Science und der Australian National University deuten darauf hin, dass der Unterwasserausbruch des Hunga-Vulkans durch komprimiertes Gas ausgelöst wurde.

Die Studie deutet darauf hin, dass verschiedene Faktoren wie die Größe des Ausbruchs, die zeitliche Abfolge, die Menge des freigesetzten Gases und die Vulkanstruktur den gasgetriebenen Auslöser beeinflusst haben könnten. Die Autoren schlagen vor, dass dieser Mechanismus möglicherweise für ähnliche Ausbrüche charakteristisch ist, unabhängig davon, ob es sich um ozeanische oder subaerische Vulkane handelt.

Die Forscher entwickelten ein Modell, das zeigt, dass die chemische Reaktion vulkanischer Volatile im Magmenkörper Minerale hervorbringt, die einen Magmenkörper so abdichten können, dass Gase, die bei der Magmendifferentiation entstehen, nicht entweichen. Zu diesen Mineralien gehören Anhydrit und Quarz, die bei der Eruption in großen Mengen ausgestoßen wurden. Durch diese Abdichtung steigt der Gasdruck im Magmenkörper enorm, bis die abdeckenden Gesteinsschichten nachgeben und das Gas explosionsartig entweicht und so den Ausbruch auslöst.

Allerdings ist bekannt, dass so starke Eruptionen auch ausgelöst werden können, wenn frisches Magma in einen Magmenkörper mit differenzierter Schmelze eindringt. Dann kommt es zu chemischen Reaktionen, die ebenfalls viel Gas freisetzen. Was gegen das neue Modell spricht, ist meiner Meinung nach, dass die Eruption schon Wochen im Gange war, bevor es zu dem plinianischen Ausbruch kam. Ich würde daher vermuten, dass der Magmenkörper bereits offen war und Gelegenheit hatte, Gasdruck abzubauen.

Richard Henley, der Hauptautor der Studie, betonte die Bedeutung des Verständnisses der Ursache des Ausbruchs für die Vulkanüberwachung und Risikovorsorge nicht nur in Tonga, sondern auch in anderen Gebieten mit Unterwasservulkanen, wie dem neuseeländischen Meeresgebiet. (Quelle: sciencedirekt.com)

Ozonloch nahe der alten Rekordgröße

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Das Ozonloch über der Antarktis ist fast so groß wie früher – Möglicherweise aufgrund eines Vulkanausbruchs

Das antarktische Ozonloch bestimmte lange Zeit die Medien, findet in den letzten Jahren allerdings kaum noch Erwähnung, da es nach dem Verbot von FCKWs eine zeitlang kleiner wurde. Man hielt das Problem für gelöst und andere Themen nahmen das Interesse der Weltöffentlichkeit für sich ein. Doch das könnte sich jetzt ändern, denn dieses Jahr ist das Ozonloch über der Antarktis besonders groß: Es dehnt sich über eine Fläche von 26 Millionen Quadratkilometer aus, was ungefähr der Fläche von Russland und China zusammen entspricht. Vor einem Jahr maß es noch 22,3 Millionen Quadratkilometer. Forscher verdächtigen einen Vulkanausbruch als Schuldigen für die Ausdehnung des Ozonlochs.

Zur Erinnerung: Das Ozonloch wurde 1985 entdeckt und sorgte besonders in Australien für Aufregung, denn dort stieg das Hautkrebsrisiko aufgrund der starken Sonneneinstrahlung erheblich an. Die Ozonschicht umgibt die Erde auf Höhe der Stratosphäre und filtert gut 90% der schädlichen UV-Stralung des Sonnenlichts. Sie schützt uns also, ähnlich wie uns das Erdmagnetfeld vor den schädlichen Auswirkungen von Sonnenstürmen bewahrt. Forscher fanden bald heraus, dass die chemische Stoffgruppe der FCKWs das Ozon abgebaut hatten. Bei den Fluorchlorkohlenwasserstoffen handelt es sich um Chemialien, wie sie etwa in Kühlmitteln von Kühlschränken vorkamen. 1991 wurden sie weitestgehend verboten. Die Gesetze wurden 2006 überarbeitet und man sollte meinen, dass sie heute kaum noch eingesetzt werden, doch dem ist nicht so, denn vor allem chinesische Firmen stehen im Verdacht, die verbotenen Substanzen weiterhin herzustellen und zu verwenden. Außerdem befinden sich noch alte Geräte im Umlauf, die FCKWs enthalten und nicht fachgerecht entsorgt wurden, sodass auch heute noch Ozonkiller in die Atmoshäre entweichen können.

FCKWs  sind zudem potente Treibhausgase und wirken sich negativ auf das Klima aus.

Doch die verbleibende Nutzung der FCKWs kann offenbar nicht erklären, warum das Ozonloch dieses Jahr so groß geworden ist und hier kommt der erwähnte Vulkanausbruch ins Spiel: Bei diesem Vulkanausbruch handelt es sich um den Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai, dessen Eruptionen vor gut 2 Jahren begannen und im Januar 2022 ihren Höhepunkt erreichten. Die junge Vulkaninsel im Königreich Tonga versenkte sich in einer gewaltigen Eruption selbst und setzte dabei so viel Wasserdampf frei, dass sich das Klima weltweit verändert.

CAMS-Forscherin Antje Inness erklärte in einer Pressemeldung der ESA, dass der Wasserdampf der Eruption inzwischen auch die antarktische Polarregion errreicht hat. Hier könnte der Wasserdampf zur verstärkten Bildung polarer Stratosphärenwolken geführt haben, in denen FCKWs reagieren und den Ozonabbau beschleunigen können. Der zusätzliche Wasserdampf kann auch zur Abkühlung der antarktischen Stratosphäre beitragen, was die Bildung dieser polaren Stratosphärenwolken weiter fördert und zu einem robusteren Polarwirbel führt. Beim Polarwirbel handelt es sich um ein Starkwindband, das wie eine Barriere zwischen der kalten Luft der Antarktis und der wärmeren Luft gemäßigter Breiten wirkt.

Ist dieses Windband im Winter auf der Südhalbkugel kräftig, dann gibt es eine geringe Durchmischung zwischen warmen Luftmassen im Norden und den kalten Polarluftmassen im Süden. In der Folge kühlt sich die Luft der Antarktis stärker ab, was den Abbau von Ozon begünstigt, sodass das Ozonloch größer wird als in Jahren mit einem schwächeren Starkwindband. Aufgrund des Vulkanausbruchs in der Südsee könnten sich also die gemäßigten und tropischen Regionen stärker erwärmt haben als die Polarregionen.

Die Wirkungen der stärksten Eruption seit mindestens 150 Jahren sind noch lange nicht erforscht und verstanden. Nach der Tambora-Eruption im Jahr 1815 erlebte die Menschheit im Folgejahr das „Jahr ohne Sommer“. Vielleicht steht uns jetzt ein „Jahr ohne Winter“ bevor? Weiterreichende Wirkungen und Wechselwirkungen mit dem anthropogenen Klimawandel sind absolut unklar. Beipackzettel gibt es nicht und es hilft es auch nicht, den Meteorologen oder Vulkanologen zu fragen. (Quelle: ESA)

Klimatische Auswirkungen der Hunga-Tonga-Ha’apai Eruption

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Weitere Studien legen einen klimatischen Effekt der Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Eruption nahe

Dass dieser Sommer auf der Nordhalbkugel der wärmste seit Beginn der meteorologischen Aufzeichnungen ist, ist keine Neuigkeit mehr. Auch die vielen Schlagzeilen generierenden klimabedingten Naturkatastrophen nehmen wir inzwischen fast als alltäglich wahr. Die Ursachen für die Klimaerwärmung scheinen schnell gefunden zu sein: Zu den üblichen Verdächtigen gehören der anthropogen verursachte Klimawandel und das Klimaphänomen El Niño, das in immer kürzeren Intervallen auftritt. Doch schon öfter habe ich in meinen Berichten darüber spekuliert, dass es einen weiteren Schuldigen geben könnte, der bei Wissenschaftlern bereits im letzten Jahr in Verdacht geriet: Gemeint ist der submarine Vulkan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, der im Winter 2021 zu eruptieren begann und im Januar 2022 eine der gewaltigsten Eruptionen der letzten Jahrhunderte auslöste. Der Ausbruch förderte nicht nur Vulkanasche bis auf 57 km Höhe, sondern auch erhebliche Mengen an Schwefeldioxid und Wasserdampf. Während Schwefeldioxid-Aerosole normalerweise für eine Abkühlung der Atmosphäre verantwortlich gemacht werden, stellt Wasserdampf ein potentes Treibhausgas dar, und davon schleuderte der Hunga Tonga-Hunga Ha’apai bisher nie nachgewiesene Mengen in die Luft. Forschungen bestätigen, dass es 150 Millionen Tonnen Wasserdampf waren, die vom submarinen Vulkan in die Atmosphäre eingebracht wurden. Das entspricht etwa einem Zehntel der üblicherweise in der Atmosphäre vorhandenen Wassermenge.

Während es im vergangenen Jahr noch überwiegend Spekulationen über die Auswirkungen dieser zusätzlichen Wasserdampfmenge in der Luft gab, gehen mittlerweile anerkannte Klimaforscher davon aus, dass der Vulkanausbruch im fernen Tonga den anthropogen verursachten Klimawandel weiter angeheizt hat, auch wenn das genaue Ausmaß des zusätzlichen Aufheizungseffekts noch nicht ermittelt werden kann. Ein Problem, dem sich Forscher gegenübersehen, liegt darin begründet, dass neben dem Wasserdampf auch 500.000 Tonnen Schwefeldioxid in die Luft freigesetzt wurden. Schwefeldioxid bildet Aerosole, die in der Stratosphäre das Sonnenlicht blocken und Wärmestrahlung zurück ins Weltall schicken. Daher haben sie eine abkühlende Wirkung auf die Erdatmosphäre. Wie sich die beiden entgegengesetzt wirkenden Gase in der Stratosphäre verhalten und welcher Effekt überwiegt – der abkühlende Effekt der Schwefel-Aerosole oder der Aufheizungseffekt des Wasserdampfs – wird unter Forschern noch kontrovers diskutiert. Einige Modellrechnungen zeigten, dass sich die Lufthülle der Erde um einige Zehntel Grad abkühlen könnte, während andere Modelle errechneten, dass es zu einer Erwärmung kommen könnte, die sogar die magische 1,5 Grad Marke des Pariser Abkommens sprengen könnte. Ausgehend von den bereits erreichten 1,3 Grad Erwärmung.

Gewiss ist, dass große Vulkanausbrüche normalerweise deutlich mehr Schwefeldioxid als Wasserdampf emittieren, was sich heute noch in den Klimaarchiven arktischer Eisbohrkernen nachweisen lässt. So konnte nachgewiesen werden, dass es in den letzten 2.500 Jahren 8 Vulkanausbrüche gab, die das Klima abkühlten. Einige dieser Abkühlungsphasen waren so stark, dass sie zu kleinen Kaltzeiten führten, wie es etwa im Mittelalter geschehen ist. Bislang konnte nicht nachgewiesen werden, dass es früher bereits Eruptionen vergleichbar mit der in Tonga gab, die das Klima erwärmten. Dies ist auf die Schwierigkeit zurückzuführen, zusätzliches Wasser in der Atmosphäre in den Klimaarchiven der Eisbohrkernen nachzuweisen. Es ist also denkbar, dass auch ungewöhnlich warme Klimaperioden der letzten Jahrtausende auf Vulkanausbrüche zurückzuführen sein könnten. Hier hat die Forschung noch einiges zu tun. Davon überzeugt sind mehrere Wissenschaftler, die vom IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) fordern, mehr für die Erforschung der klimatischen Auswirkungen von Vulkanen zu tun.

In einem Artikel der Jakarta Post wird Peter Thorne, Professor für Klimawissenschaften an der Maynooth University in Irland zitiert. Er sagte, dass die Eruption des Tonga-Vulkans ein bedeutender Joker für die Forschung sei, den man so noch nie zuvor gesehen habe. Mit Luis Millan, Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA am California Institute of Technology, wird ein weiterer namhafter Wissenschaftler erwähnt. Er meinte, „dies ist der erste Vulkan in den Beobachtungsaufzeichnungen, der die Oberfläche eher erwärmen als abkühlen könnte. Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass die Wasserfahne in der Stratosphäre bis zu etwa acht Jahre überdauern könnte.“

Ob die vielen Starkregenereignisse, die in diesem Jahr zahlreiche Überschwemmungen verursachten, direkt durch die zusätzlichen Wassermassen, die der Vulkanausbruch in die Atmosphäre einbrachte, verursacht werden, oder ob sie der überdurchschnittlich starken Erwärmung der Ozeane und damit einhergehender erhöhter Verdunstung geschuldet sind, geht aus den Statements der Wissenschaftler nicht hervor. Da sich der Großteil des Wasserdampfes in der Stratosphäre befindet, könnte es für ein Abregnen noch zu früh sein.

Hunga-Tonga mit Blitzrekord – Studie vom 21.06.23

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Hunga Tonga-Hunga Ha’apai stellte bei Eruption einen Blitzrekord auf

Der submarine Vulkan in Tonga war bereits öfters Gegenstand meiner Berichte auf Vnet. Der Vulkan eruptierte zwischen November 2021 und Februar 2022 und stellte dabei einige Rekorde auf. So kann man getrost von einer Eruption der Superlative sprechen, die ihren Höhepunkt in einer beispiellosen Explosionsserie am 15. Januar 2022 erreichte. Die Explosionen waren so stark, dass nicht nur ein Teil des Vulkans weggeblasen wurde und kollabierte, sondern dass Vulkanasche bis auf einer Höhe von 58 km aufstieg. Dabei wurden 5 Milliarden Kilogramm Tephra in den Himmel geschleudert; pro Sekunde wohlbemerkt. Die Druckwellen der Explosionen umrundeten mehrfach die Erde. Es wurden Tsunamis generiert, die die benachbarten Inseln dem Erdboden gleichmachten und es stiegen gewaltige Mengen Wasserdampf und Aerosol auf. Die Dampfmenge entsprach ein Zehntel der Wasserdampfmenge, die bereits in der Atmosphäre vorhanden war. Forscher gehen davon aus, dass der Wasserdampf -der ein potentes Treibhausgas darstellt- das Weltklima beeinflusst. Kurzum, die Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Eruption war die stärkste seit mindesten 150 Jahren und übertraf den Ausbruch des Mount-St-Helens um eine Größenordnung auf dem VEI-Index. Es war auch der stärkste Vulkanausbruch, der jemals mit modernen Instrumenten erfasst wurde. Die Datenmenge ist entsprechend groß und wird erst nach und nach ausgewertet.

Daher wurde erst jetzt ein weiteres Superlativ der Eruption bekannt: In der 58 km hoch aufgestiegenen Eruptionswolke des stärksten Ausbruches zuckten mehr als 192.000 vulkanische Blitze innerhalb von 11 Stunden. Pro Minute wurden 2600 Blitze registriert. Darüber hinaus ereignete sich das Gewitter in einer noch nie dagewesenen Höhe von 20 bis 30 km und war höher als je zuvor ein Blitz gesehen wurde, sieht man mal von den Red Sprites ab.

Die Daten wurden von der US-amerikanischen Vulkanologin Alexa Van Eaton vom USGS in einer Studie ausgewertet. Die Blitzdaten wurden mit Hilfe von zwei Satelliten gesammelt, die mit entsprechenden Blitzdetektoren ausgestattet sind. Außerdem wurden landgestützte Funkantennen verwendet, um das vulkanische Gewitter zu verfolgen.

Dass sich so viele Blitze bildeten, war nicht nur der vulkanisch bedingten Ladungstrennung innerhalb der gigantischen Eruptionswolke zu verdanken. Die Forscherin geht davon aus, dass es vor allem die Blitzen in großer Höhe durch ionisierte Eiskristalle entstanden. Sie bildeten sich durch Kondensation der gewaltigen Wasserdampfmassen, die der Vulkanausbruch gen Himmel schickte.

Eine weitere Besonderheit des vulkanischen Gewitters war, dass es sich in 4 Phasen kreisförmig ausbreitete. Dabei scheinen die Blitze auf den Druckwellen der stärksten Explosionen geritten zu sein. (Quelle: https://doi.org/10.1029/2022GL102341)

Vulkan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai am 04.11.22

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Staat: Tonga | Koordinaten: -20.545; -175.393 | Eruption: Hydrothermal

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruptierte im Januar höchste jemals beobachtete Aschewolke

Der submarine Inselvulkan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruptiert am 15. Januar dieses Jahres mit bislang unbeobachteter Wucht. Bei der Eruption vernichtete sich der junge Inselvulkan selbst und ist nun wieder ein submariner Vulkan. Die Druckwelle der Explosion umrundete den Erdball mehrmals. Es wurden Tsunamis generiert, die umliegende Inseln verwüsteten und selbst in der Nordsee messbare Wellen generierten. Die Eruptionswolke hatte einen Durchmesser von 500 km. Dass es sich um die größte Eruption seit Anak Krakatau handelte ist unumstritten. Nicht ganz klar ist bis jetzt, ob der Ausbruch in Tonga auch diese Eruption toppte und sich an die des Tambora annäherte. Dieser Vulkanausbruch ereignete sich 1815 auf der indonesischen Insel Sumbawa. Das Folgejahr ging in die Geschichtsbücher als „Jahr ohne Sommer“ ein. Es löste sogar in Europa eine Hungersnot aus. Damals gerieten sehr große Mengen Asche und Schwefel-Aerosole in die Atmosphäre, die das Klima nachhaltig beeinflussten und einen globalen Temperaturrückgang verursachten. Es gab praktisch keine Augenzeugen, die den Ausbruch aus nächster Nähe erlebten und anschließend darüber berichten konnten. Anders sah es bei der Eruption im Januar dieses Jahres aus. Die Katastrophe wurde gut dokumentiert, nicht nur von Berichterstattern auf See und auf den Nachbarinseln, sondern auch von den allsehenden Satelliten im All.

Eruptionswolke erreichte die Mesosphäre

Eine Studie von Forschern der University of Oxford wertete nun die Daten aus. Studienleiter Simon Proud konnte auf Fotos von gleich 3 geostationären Satelliten zugreifen, die das Geschehen aus unterschiedlichen Perspektiven dokumentierten. Mithilfe der Parallaxenverschiebung konnten die Wissenschaftler nun die exakte Höhe der Eruptionswolke des Vulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ermitteln: nach den ersten 25 Minuten der Haupteruption drang die Vulkanasche bis in 40 km Höhe vor. Damit befand sie sich in der Stratosphäre und war auf Augenhöhe mit der Aschewolke, die 1991 vom Pinatubo ausging und bislang als Referenz herhalten musste. Nur wenig später erreichte die Eruptionswolke eine Höhe von 57 km und war somit bis in die Mesosphäre vorgedrungen. Man wusste zwar, dass besonders starke Eruptionen ihre Aschewolken bis zu 60 km hoch schicken könnten, doch beobachtet und bewiesen wurde das bisher nicht.

Klimatische Langzeitfolgen ungewiss

Bei der Eruption wurde vergleichsweise wenig Schwefeldioxid freigesetzt, dafür aber umso mehr Wasserdampf. Der Wasserdampf wirkt in den unteren Luftschichten wie ein Treibhausgas und sogt dort für eine Temperaturerhöhung, während er die Stratosphäre der Südhalbkugel abkühlt. Die Folgen der Gase und Aschepartikel in der Mesosphäre sind noch nicht erforscht. Verstärkt könnte ein globaler Treibhauseffekt eintreten, sobald der Wasserdampf aus der Stratosphäre absinkt. Hier werden weitere Forschungen vielleicht bald Aufklärung schaffen. (Quelle: science.com)

Tonga: Neue Vulkaninsel aufgetaucht

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Neue Vulkaninsel am submarinen Home Reef Vulkan

Im Archipel von Tonga ist eine neue Vulkaninsel aufgetaucht. Sie stammt vom submarinen Home-Reef Vulkan, der nördlich von Hunga Tonga-Hunga Ha’apai liegt. Die neu aufgetauchte Vulkaninsel wurde auf Satellitenfotos erspäht, die von der Firma Planet-Labs bearbeitet und veröffentlicht wurden. Die Insel hat einen Durchmesser von 70 m und erhebt sich 10 m über dem Wasserspiegel. Ein erstes Foto vom Anfang August zeigte bereits Wasserverfärbungen, die auf submarine vulkanische Aktivität hindeuteten. Da aus dem Bereich keine Aschewolken gemeldet wurden, scheint es so, als würde die Eruption effusiv vonstatten gehen. Für mich sieht die kreisrunde Insel wie ein Lavadom aus. Bereits an Land sind Dome nicht sonderlich stabil und neigen zum kollabieren. Ob dem neuen Eiland ein langes, überseeisches Leben beschert sein wird ist daher ungewiss. Der Home-Reef Vulkan erzeugt schon früher kleine Vulkaninseln, die sich als instabil erwiesen und wieder versanken. Erste Eruptionen wurden im 19. Jahrhundert gemeldet. Im Jahr 1984 gab es eine größere Eruption, in deren Verlauf sich eine 1500 x 500 m große Insel bildete, die nach einiger Zeit erodiert wurde. Der bislang letzte Ausbruch ereignete sich 2006. Damals wurden Bimssteinteppiche gefördert.

Anders, als in der Twitter-Meldung unten dargestellt, liegt der Home-Reef Vulkan nicht im Bereich von Hunga Tonga, sondern ca. 200 km nördlich. Somit ist der Ausbruch nicht mit dem Hunga Tonga-Hunga Ha’api assoziiert, wie von mir zu Anfangs angenommen wurde. Im Januar sorgte dieser Vulkan für Aufsehen. Ob auch der Home-Reef Vulkan so große Eruptionen erzeugen kann ist ungewiss.

Größter Ausbruch seit Krakatau 1883

Erst im Januar vernichtete sich der überseeische Teil des Inselvulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in einer gigantischen Eruption selbst. Die Eruptionen am Hunga Tonga-Hunga Ha’apai begannen im Dezember 2021 und fanden ihren Höhepunkt am 15. Januar 2022. Gewaltige Eruptionen zerstörten die Vulkaninsel, die erst kurze Zeit zuvor aufgetaucht war. Bei der Insel handelte es sich um die Spitze einen Vulkankegels, der sich in einer submarinen Caldera gebildet hatte. Die Caldera ist ein Indiz dafür, dass sich hier bereits öfters große Ausbrüche ereignet hatten. Die finale Eruption war so gewaltig, dass der Schalldruck der Explosionen mehrfach um die ganze Erde wanderte. Große Tsunamis zerstörten nahe gelegene Inseln und ein Unterseekabel, dass eine wichtige Kommunikationsverbindung des Königreichs Tonga darstellt. Spätere Forschungen ergaben, dass sich am Meeresboden 7 Kubikkilometer Tephra abgelagert hatten. Die Eruption blies gewaltige Mengen Wasserdampf bis in die Stratosphäre. Sie stehen im Verdacht das Weltklima zu beeinflussen. Anders, als bei anderen Eruptionen, droht nicht ein Temperaturrückgang, sondern eine Erwärmung. Eine Spekulation meinerseits ist, dass der Wasserdampf mit ein Grund für die fatalen Überschwemmungen entlang der Subtropen unseres Planeten sind, die aktuell oft für Schlagzeilen sorgen. Doch ob es so ist, müssen Forschungen zeigen. Bislang wird der anthropogene Klimawandel und das Klimaphänomen La Nina dafür verantwortlich gemacht.

Wasserdampf vom Vulkanausbruch in Tonga beeinflusst Klima

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Dass Vulkanausbrüche das Klima beeinflussen können ist bekannt. Normalerweise stehen große Eruptionen im Verdacht einen Temperaturrückgang zu verursachen, der im Extremfall sogar einen vulkanischen Winter auslösen kann, in dessen Folge es zu Ernteausfällen kommt. Dieser Temperaturrückgang wird von Vulkanasche und Aerosole verursacht, die sich in der Stratosphäre verteilen und das Sonnenlicht abschirmen. Aktuell wird auf der Südhalbkugel aber ein gegenteiliger Effekt beobachtet, nämlich dass die Temperatur der unteren Luftschichten leicht gestiegen ist. Dafür werden enormen Mengen Wasserdampf verantwortlich gemacht, der durch die Eruption des submarinen Vulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in die Atmosphäre geblasen wurde. Wissenschaftler von NOAA beziffern den Wasserdampf-Eintrag auf 146 Teragramm (146 Millionen Tonnen). Das entspricht etwa 10% mehr Wasserdampf, als ohnehin in der Atmosphäre vorhanden ist. Wir erinnern uns: Die Eruptionen des Vulkans in Tonga begannen im Dezember letzten Jahres und erreichten im Januar ihren Höhepunkt, als sich die junge Vulkaninsel in gewaltigen Eruptionen selbst zerlegte. Der Ausbruch gilt als die stärkste Eruption seit dem Untergang der Vulkaninsel Krakatau im Jahr 1883. Die Druckwellen der Eruptionen liefen mehrfach um den gesamten Globus. Vulkanasche und Gase stiegen bis in die äußeren Atmosphärenschichten auf. Es entstanden Tsunamis, die umliegende Inseln zerstörten. Anders, als bei anderen sehr starken Eruptionen, wurden vergleichsweise wenig Vulkanasche und Aerosole in die Atmosphäre eingetragen, da sich der größte Teil der Eruptionen unter Wasser zutrugen. So sollen nur 450.000 Tonnen Schwefeldioxid in die Luft gelangt sein. Zum Vergleich: der Pinatubo-Ausbruch 1991 förderte 20 Millionen Tonnen des Gases. Bereits früh hatten Forscher postuliert, dass der Wasserdampf zu einer temporären Zunahme der Lufttemperaturen führen könnte, da er den Treibhauseffekt verstärkt. Außerdem könnte sich der Wasserdampf nachteilig auf das Ozon-Loch auswirken, welches wiederum die Temperaturen beeinflussen könnte.

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai-Eruption könnte einen strengen Winter bringen

Die Autoren von severe-weather.eu sehen aktuell einen weiteren Zusammenhang und schaffen eine Korrelation zwischen einer starken Temperaturabnahme in der Stratosphäre der Südpolarregion und einer leichten Temperaturzunahmen in der Stratosphäre der Nordpolarregion. Während eine kalte Stratosphäre einen stabilen Polarwirbel (Jetstream) bedingt, ist es bei warmen Höhewinden genau andersherum. Dann kann es zu einem stark mäandrierenden Polarwirbel kommen, so dass im Winter polare Luftmassen bis weit in die gemäßigten Zonen vordringen können. So liegt es im Bereich des Möglichen, dass wir ein Europa einen starken Winter erleben werden.

Im Angesicht der Energiekries können wir in Europa einen kalten Winter überhaupt nicht gebrauchen… Morphy’s Law!

Ich gebe zu bedenken, dass es vielleicht einen Zusammenhang zwischen der Eruption auf Tonga und den extremen Wetterereignissen geben könnte, die wir derzeit in vielen Teilen der Welt erleben: extreme Dürren in China, Europa, Ostafrika und Südwest-USA einerseits und genauso extreme Niederschläge in Südasien, auf der arabischen Halbinsel, Teilen von Südamerika und Ostasien. Offiziell sehen Wissenschaftler aber eine Zusammenhang mit dem Klimaphänomen La Nina, der kalten Schwester von El Nino.