Ausbruch des Vulkans "Hunga Tonga" mit Folgen bis in die Schweiz

Am 15. Januar sorgte die heftige Eruption des Hunga Tonga-Hunga Ha'apai im Pazifik für Schlagzeilen. Die Druckwelle in der Atmosphäre umlief mehrmals den Globus und war auch in der Schweiz messbar. Es war die bislang stärkste Vulkaneruption des 21. Jahrhunderts und die stärkste seit dem Ausbruch des Pinatubo im Jahr 1991.

Hochaufragende Eruptionswolke des Hunga Tonga am 15. Januar 2022 (Foto zVg. von Meteonews)

Bei dem Ausbruch handelte es sich um eine phreatomagmatische Explosion, hierbei kommt Magma mit einer externen Wasserquelle in Berührung – in diesem Fall Meerwasser. Dabei werden grosse Mengen Wasser schlagartig verdampft, was wiederum zu einer 1000 bis 3000 fachen Volumenvergrösserung führt. Auf dem Vulkanexplosivitätsindex (VEI) wird der Ausbruch des Hunga Tonga-Hunga Ha'apai mit 5 bis 6 klassifiziert. Von der Grössenordnung her entsprach er jener des Krakatau im Jahr 1883, statistisch gesehen treten solche Ereignisse nur alle 60 bis 65 Jahre auf.

Der Knall der Explosion war noch im 9700 Kilometer entfernten Alaska zu hören. Neben den Schockwellen in der Atmosphäre wurden auch Tsunamis ausgelöst. Die Wolke aus Asche, Staub und Wasserdampf stieg höher als jede andere Eruptionssäule seit Beginn der Aufzeichnungen. Nach Satellitendaten lag der höchste Punkt bei 53 Kilometern und erreichte damit sogar die untere Mesosphäre! Binnen drei Tagen wurden knapp 600 000 Blitzentladungen registriert.

Derart starke Vulkaneruptionen haben typischerweise auch Auswirkungen auf Wetter und Klima. Durch sie gelangen nämlich grosse Mengen an Auswurfmaterial (Tephra) hoch in die Atmosphäre, oft eben bis in die Stratosphäre (vgl. Abb. 2). Während Asche und Staub im untersten Stockwerk der Luftschicht, der Troposphäre, durch die hier auftretende Wolkenbildung und Niederschläge wieder ausgewaschen wird, beträgt die Verweildauer in der sehr trockenen Stratosphäre zum Teil mehrere Jahre. Aerosole und Gase verteilen sich um den Globus und beeinflussen des Strahlungshaushalt der Erde. Oft werden dabei grosse Mengen an Schwefeldioxid frei, es "dimmt" die einfallende Sonneneinstrahlung und führt dadurch zu einer Abkühlung. Beim Pinatubo ging die globale Mitteltemperatur in der Folge um 0,5 Grad zurück, beim Krakatau waren es 1,2 Grad. Beim stärksten Ausbruch der letzten 20 000 Jahre, dem Tambora im Jahr 1815, waren es sogar 3 Grad ("Jahr ohne Sommer").

Mehr Hitze und Trockenheit, wegen Vulkan-Ausbruch

Der Ausbruch des Hunga Tonga war in vielerlei Hinsicht speziell. Die Explosion war zwar aussergewöhnlich stark, produzierte aber vergleichsweise wenig Schwefeldioxid – nämlich nur 450000 Tonnen. Beim Pinatubo waren es um die 20 Millionen Tonnen, für eine Klimawirkung geht man von einer Mindestmenge von rund 5 Millionen Tonnen aus. Nach einer neuen am 1. Juli in der Zeitschrift "Geophysical Research Letters" veröffentlichten Studie gelangte stattdessen aber eine grosse Menge Wasserdampf in die Stratosphäre, laut Daten des NASA-Satelliten Aura handelt es sich dabei um 146000 Tonnen.

Für Bedingungen wie in der Troposphäre wäre das wenig, allerdings ist in der darüber liegenden Stratosphäre typischerweise nur noch sehr wenig Wasserdampf vorhanden. Diese vulkanische Wasserdampfinjektion erhöhte den Gehalt um ganze 10 %, was wiederum der stärkste je beobachtete Anstieg ist. Wasserdampf ist ein starkes Treibhausgas, die Verweildauer dieser überschüssigen Mengen in der Stratosphäre wird auf 5 bis 10 Jahre geschätzt. Der Hunga Tonga könnte dadurch der erste beobachtete grosse Vulkanausbruch sein, der keinen abkühlenden Effekt auf das Klima hat, sondern sogar zu einem leichten Temperaturanstieg führt!

Weiter wird angenommen, dass der Wasserdampf die hier liegende Ozonschicht schädigen könnte. Unter dem Einfluss der harten UV-Strahlung bilden sich nämlich OH Ionen, welche wiederum mit dem Ozon reagieren. Die Stratosphäre steht also weiterhin unter genauer Beobachtung, die Ergebnisse der Untersuchungen werden sich in den kommenden Monaten und Jahren zeigen.