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Geowissenschaften 2010: Im Schatten des Vulkans

Was macht der Eyjafjallajökull? Wie entwickelte sich das Klima? Was brachte der Marinezensus? Die Geowissenschaften erlebten wieder ein turbulentes Jahr.
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Wohl nur professionelle Vulkanologen, eingefleischte Geoenthusiasten und Islandfreunde kannten bis zum 20. März den Eyjafjallajökull – einen Vulkan unter isländischem Gletschereis. Doch dann erwachte der Feuerberg zum Leben, und sein heftiger Husten beeinträchtigte plötzlich ganz Europa: Die im März und April vorherrschenden Winde aus Nordwest bliesen immer wieder Aschewolken über den Atlantik nach Mittel- und Westeuropa und verursachten dort ein Verkehrschaos. Denn die feine Asche stellte eine Gefahr für die empfindlichen Düsentriebwerke moderner Flugzeuge dar, da sie durch die Hitze der Motoren schmelzen können und sich als Glas auf den Blättern der Rotoren absetzen. Es droht Totalschaden und Absturz der Maschine.

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Wettersatellitenbild | Die Kombination verschiedener Spektralkanäle durch METEOSAT ermöglicht es, Staub und andere Luftbestandteile sichtbar zu machen. Dies wird zum Beispiel genutzt, um nach dem Vulkanausbruch von Island die Aschewolke zu verfolgen. Wolkenfreie Gebiete sind in bläulichen Tönen sichtbar, tiefe Wolken in beige-bräunlichen Farben, dichtere beziehungsweise höhere Wolken mit Eisanteil in zunehmend intensiven Rottönen, dünne Cirren in sehr dunklem Rot bis Schwarz (außer bei Untergrund mit hoher Emissivität, dann kann es zu Grüntönen kommen), hohe Vulkanaschekonzentration wird in Orange wiedergegeben und Sand (Saharastaub) in Magenta.
Die starke Eruption des Eyjafjallajökull traf Behörden und Wetterdienste völlig unvorbereitet, denn niemand war darauf eingestellt, dass Asche aus Island nach Europa driften könnte und dort den Flugverkehr lahmlegt. Über Satelliten ließ sich zwar gut verfolgen, welchen Weg die Partikel aus dem Vulkan nehmen und wie stark sie sich ausbreiten. Fehlende Messgeräte erschwerten es den Wissenschaftlern jedoch, die genauen Staubkonzentrationen in der Aschewolke zu ermitteln. Und da niemand wusste, ab welchen Mengen Flugzeuge in Schwierigkeiten geraten könnten, mussten mehrfach alle Maschinen auf dem Boden bleiben.

Mittlerweile ist der Eyjafjallajökull weit gehend zur Ruhe gekommen: Seit dem 9. Juli haben die isländischen Geologen nur noch schwache Aktivität im Krater wahrgenommen, und die schwachen Seufzer der Vulkans interessieren wieder nur die Fachwelt. Immerhin kamen beim Ausbruch des Gletschervulkans keine Menschen körperlich zu Schaden, was man am Merapi auf Java leider nicht behaupten konnte. Auch dieser Vulkan meldete sich 2010 nachdrücklich zurück und spuckte Lava und Asche, was nicht nur den Flugverkehr in Teilen Südostasiens beeinträchtigte, sondern auf Java auch mehr als 200 Tote durch heiße pyroklastische Ströme forderte. Nachdrücklich belegten auch der Tungurahua in Ecuador, der Bromo – ebenfalls auf Java –, der Pacaya in Guatemala oder gleich im Doppelpack Shiveluch und Karymsky auf der Kamtschatka-Halbinsel, wie aktiv es im Erdinnern brodelt.
Das Beben von Haiti

Wohl mehr als 300 000 Tote verursachte eine weitere geotektonische Katastrophe dieses Jahr in Haiti, als am 12. Januar ein schweres Erdbeben der Stärke 7 den westlichen Teil der Insel Hispaniola erschütterte. Das Epizentrum befand sich in unmittelbarer Nähe der Hauptstadt Port-au-Prince, in der die meisten Gebäude zusammenbrachen und zahllose Menschen unter sich begruben. Trotz einer internationalen Hilfswelle müssen immer noch die meisten Überlebenden in provisorischen Unterkünften hausen, und zu allem Unglück brach in den letzten Monaten auch noch die Cholera in der Region aus – begünstigt durch die miserablen sanitären Bedingungen in den Zeltlagern und Barackensiedlungen. Außerdem baute das Erdbeben wahrscheinlich noch nicht die gesamte aufgestaute Spannung an der Nahtstelle zwischen Atlantischer, Karibischer und Cocos-Platte ab. Gavin Hayes vom Geological Survey fürchtet deshalb, dass es hier in naher Zukunft wieder im Erdinnern rumpelt.

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Epizentrum | Ursache des Bebens auf Haiti sind Plattenbewegungen in der Region um die Hauptstadt Port-au-Prince, in der sich gleich drei Platten beharken: Die Cocos- und die Atlantische Platte schieben sich hier unter die Karibische. Dazu kommen zahlreiche weitere, kleinere Plattenfragmente, was insgesamt eine erhebliche Unruhe im Untergrund mit sich bringt.

Seit 200 Jahren fand in dieser Region kein großes Beben mehr statt – entsprechend viel Energie hat sich im Untergrund aufgestaut. Am 12. Januar hat sich nun ein Teil der Spannung in einem Beben der Stärke 7 abgebaut: In etwa 25 Kilometern Entfernung vom Zentrum der Hauptstadt und in 13 Kilometern Tiefe brach eine der zahlreichen tektonischen Verwerfungszonen, welche die Antilleninsel Hispaniola durchziehen. Auch in den nächsten Wochen und Monaten drohen noch zahlreiche Nachbeben. (dl)
Ein Teil der haitianischen Opfer ging eventuell auf das Konto von Tsunamis – Flutwellen, die zumeist von Beben unter dem Meer verursacht werden. Sie verantworteten auch die mehreren hundert Toten nach einem Seebeben am 25. Oktober vor der Küste Sumatras. Vor den betroffenen Mentawai-Inseln verläuft der Sunda-Graben, in dem sich die Indisch-australische Platte unter die Eurasische schiebt, was nicht ohne bisweilen sehr heftige Zerreißproben vor sich geht: Nur 800 Kilometer weiter nördlich zerbrachen am zweiten Weihnachtstag 2004 große Plattenstücke auf ihrem Weg nach Osten und verursachten eine der größten geologischen Tragödien der Menschheit.

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Geologie der Kanalzone | Geologische Karte des Panamakanals und der Verwerfungen der Region. Die Bruchzone Pedro-Miguel-Limon hat in den letzten 1600 Jahren mindesten fünf schwere Erdbeben ausgelöst.
Die damals ausgelösten Tsunamis kosteten mehr als 250 000 Menschen das Leben, sie trieben die Wissenschaft aber auch dazu an, neue Tsunami-Warnsysteme zu entwickeln und zu installieren. Eines davon baute das Deutsche GeoForschungsZentrum Potsdam auf Sumatra und im Indischen Ozean auf: Es funktionierte tatsächlich und warnte zügig nach den Erdstößen vor den Riesenwellen – das Epizentrum lag jedoch zu nahe an den hauptsächlich betroffenen Eilanden, so dass der Alarm für die Menschen dort zu spät kam. So weit gediehen sind die Vorwarnsysteme für Erdbeben noch nicht, und so müssen die Bewohner von Risikogebieten weiterhin jederzeit mit schweren Erschütterungen rechnen. Zu diesen Regionen gehört übrigens auch das Gebiet rund um den Panamakanal, wie Thomas Rockwell von der San Diego State University mitteilte – im Bereich der Wasserstraße liegen zahlreiche Verwerfungen, die vielleicht schon lange überfällig sind.

Wetter und Klima – keine guten Aussichten

Neben den Kräften aus dem Erdinnern prägten auch zahlreiche Wetterextreme das Jahr 2010: Weit gehend unbeachtet von der deutschen Öffentlichkeit suchte im Herbst wieder eine extreme Dürre den Amazonasraum heim. Der Rio Negro – sonst einer der mächtigsten Flüsse der Erde – sank auf den tiefsten Pegelstand seit Beginn der Messungen vor über 100 Jahren: Streckenweise war er nur noch ein Schlammbett, in dem Boote nicht mehr vorwärts kamen. Kolumbien und Venezuela plagten dagegen nur wenige Wochen später extreme Niederschläge, die zu Erdrutschen und weitläufigen Überschwemmungen führten. Und südlich des Äquators suchte Mitte Juli eine extreme Kältewelle Teile von Chile, Argentinien, Bolivien, Paraguay, Brasilien, Uruguay und Peru heim: In Buenos Aires fiel sogar Schnee – ein sehr seltenes Ereignis.

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Winter über England II | Dieses Bild vom 8. Dezember 2010 unterscheidet sich kaum von der vorherigen Aufnahme aus dem Januar: Wieder bedeckt die weiße Pracht – oder Nemesis – das Königreich und weite Teile Mitteleuropas.
Ein Teil dieser Unbilden verdankte Südamerika dem Wechsel von El Niño zu La Niña und damit von warmen zu kalten Bedingungen im Pazifik vor Südamerikas Küste. Beide beeinflussen das Wetter im globalen Maßstab: La Niña etwa lässt es in Teilen Südostasiens und im Norden Südamerikas heftiger regnen, sorgt für verschärfte Trockenheit an der Küste von Ecuador und Peru und macht den Winter im Nordwesten Nordamerikas oder Japans feuchter und kühler – bei El Niño ist es umgekehrt.

Eine ähnliche Klimaschaukel tritt auch im Atlantik auf, die Nordatlantische Oszillation (NAO), die gerade dafür sorgt, dass unsere Wetteraussichten vorerst bescheiden bleiben: Schwache Luftdruckgegensätze zwischen Azorenhoch und Islandtief schwächen die Zufuhr milder Tiefdruckgebiete nach Mitteleuropa vom Atlantik und erleichtern frostiger, schneereicher Luft aus arktischen Gefilden den Zugang zu uns. Weiter westlich und östlich fließt dagegen immer wieder warme Luft aus Süden nach Norden. Als Deutschland Anfang Dezember bereits unter Schnee fror, herrschten in Teilen Grönlands und im Norden Kanadas fast schon frühlingshafte Bedingungen auftraten.

Deutschland feucht und kühl, weltweit Hitze

Deshalb hat die globale Erwärmung auch dieses Jahr keine Pause gemacht, selbst wenn man dies mit Blick aus dem Fenster nicht glauben mag. Doch im weltweiten Maßstab war 2010 das im Schnitt wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen. Der Rückgang der Kohlendioxidemissionen während der Wirtschaftskrise 2009 um 1,3 Prozent dürfte denn auch keine Trendwende beim Klimawandel darstellen. Ein großer Teil dieser Einsparungen geht zudem auf das Konto der eingedämmten Brandrodung von Regenwäldern in Brasilien – sie sank auf den niedrigsten Stand seit Jahrzehnten. Rund um den Nordpol herrscht dagegen weiter Tauwetter: Die Fläche des Meereises schrumpfte auf den drittkleinsten Wert seit Beobachtungsbeginn, ein Trend, der Artenschützer um die Vielfalt im Schmelztiegel Arktis fürchten lässt. Und für Korallen war 2010 weltweit ein ziemlich verheerendes Jahr.

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Winter in Europa 2010 | Im Dezember 2010 herrschten in weiten Teilen Europas frostige Bedingungen – die Temperaturen wichen teils stark vom langjährigen Durchschnitt ab (Blautöne). Auf Grönland und in Teilen Kanadas war es dagegen für die Jahreszeit zu warm (Rottöne) – diese Regionen lagen unter einem stabilen Luftdruckrücken, der warme Luftmassen aus dem Süden hierher brachte. Europa und der Osten der USA wurden dagegen von arktischen Luftmassen beeinflusst.
Doch zurück zur quasipermanenten Wetterkonstellation über Europa, die sich im Laufe des Jahres immer wieder einstellte – meist lag Deutschland auf der Schattenseite und vermieste dem Land mit feuchtkühlem Wetter den Sommer. Gravierender waren die Folgen in Russland, wo sich unter Saharatemperaturen zahlreiche riesige Waldbrände entfachten, und in Pakistan, das unter heftigen Monsunniederschlägen und großflächigen Überflutungen litt. Eine der möglichen Ursachen, warum sich die Druckgebiete in letzter Zeit so standhaft einstellten, ist womöglich in der momentan schwachen Sonnenaktivität zu suchen, meinen Forscher um Sami Solanki vom Lindauer Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: Durch die geringe Aktivität kühlt sich die Stratosphäre ab, weil sich dort oben zu wenig Wärme speicherndes Ozon bildet. Dadurch verstärkt sich womöglich der Polarwirbel – ein sehr stabiles Druckgebilde über dem Nordpol –, der wiederum die Westwindzirkulation beeinflussen könnte. Doch diese Vermutung ist nach Ansicht der Forscher noch sehr vage.

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Makifrosch | Etwa ein Drittel aller Amphibien gilt weltweit als vom Aussterben bedroht – und viele Arten wurden teils seit Jahrzehnten nicht mehr beobachtet. Dieser Makifrosch besitzt immerhin ein sehr großes Verbreitungsgebiet in Südamerika, das ihn einigermaßen schützt.
Wenigstens verhinderte das Extremwetter über Europa und Asien bis in den September hinein eine ausgeprägte Hurrikansaison im Golf von Mexiko, schätzt Judith Curry vom Georgia Institute of Technology in Atlanta. Immerhin etwas für die von einer Ölpest geplagten Anwohner der US-Südküste: Schließlich werden die Hinterlassenschaften der im April havarierten Bohrplattform Deepwater Horizon die Umwelt noch für Jahrzehnte belasten. Rund fünf Millionen Barrel Rohöl liefen bis zum Verschluss der lecken Ölquelle am 19. September ins Meer.
Erfolge am Verhandlungstisch und in der Wildnis

Das Jahr 2010 wurde aber nicht nur von Katastrophen geprägt: Sowohl bei der Klimaschutztagung in Cancún im Dezember als auch bei der Artenvielfaltskonferenz in Nagoya im Oktober konnte sich die Weltgemeinschaft zu einigermaßen soliden Beschlüssen durchringen. Passend zum Jahr der Artenvielfalt gingen die Forscher auch mit ein paar schönen Neuentdeckungen an die Öffentlichkeit: darunter ein ungewöhnliches Raubtier aus Madagaskar, ein niesender Stumpfnasenaffe in Myanmar, aus Neuguinea stammen gleich 200 Spezies und aus Amazonien sogar mehr als 1000.

Vorläufig zu Ende ging 2010 leider auch der internationale Marinezensus, der weltweit in den Ozeanen eine ungeheure Vielfalt aufgedeckt und katalogisiert hat. Über die Jahre habe er die Erforschung der Meere unglaublich vorangebracht, freut sich die Bremerhavener Meeresbiologin Antje Boetius vom Alfred-Wegener-Institut. Dagegen läuft die Suche nach verschollenen Fröschen und anderen Tieren auch 2011 noch weiter, denn manchmal kehren auch (vermeintlich) Ausgestorbene wieder – nicht die schlechtesten Aussichten für 2011.
51. KW 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 51. KW 2010

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