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Temperatursturz nach Vulkanausbrüchen

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.04.2016 10:52

Eine Klimaanomalie hat in der ersten Hälfte des 6. Jahrhunderts viele Zivilisationen auf der Nordhalbkugel in Krisen gestürzt. Seit einiger Zeit wurde bereits vermutet, dass Vulkane Schwefelaerosole ausgestoßen haben und damit für die simultanen Schwierigkeiten der Maya, in Skandinavien und China und im Oströmischen Reich verantwortlich sein könnten. Im vergangenen Jahr entdeckten Forscher in Eisbohrkernen auch tatsächlich die entsprechenden Spuren von gleich zwei Ausbrüchen. Auf der EGU-Jahrestagung in Wien wurde jetzt gezeigt, wie stark diese Eruptionen das Wetter vor allem in Europa veränderten.

Tempel 1 auf dem Großen Platz von Tikal, dem dominierenden Stadtstaat in der klassischen Periode der Maya. (Bild:  Wikimedia/Bjørn Christian Tørrissen)Eine auffällige Häufung von Krisen in weiten Teilen der Nordhalbkugel zieht sich durch die 30er und 40er Jahre des 6. Jahrhunderts. Missernten wurden in China und im Oströmischen Reich verzeichnet. In Skandinavien fehlen zwar die schriftlichen Zeugnisse, doch wurden dort gleich ganze Siedlungen abrupt aufgegeben, was auf besonders ausgeprägte Ernteausfälle hindeutet. Genau zur selben Zeit erlitt die Maya-Zivilisation in Mittelamerika ihre erste schwere Krise - auch hier deutet alles auf Probleme in der Nahrungsmittelproduktion hin.

Gleichartige Krisen innerhalb eines Jahrzehnts auf drei Kontinenten; kein Wunder, dass Historiker und Klimaforscher gleichermaßen hellhörig wurden. „Man hat schon lange vermutet, dass die Ereignisse mit einem Vulkanausbruch zu tun haben, aber erst vor kurzem konnte man in Eisbohrkernen zeigen, dass es sogar zwei Ausbrüche waren: im Jahr 536 und im Jahr 540“, erklärt Matthew Toohey, Klimamodellierer am Kieler GEOMAR auf der EGU-Jahrestagung. Michael Sigl vom Schweizer Paul-Scherrer-Institut in Villigen hat die Forschergruppe geleitet, die die Vulkanchronik aus 15 Bohrkernen von beiden Polen zusammengetragen hat: „Wir haben in den vergangenen 2500 Jahren rund 300 starke Vulkanausbrüche festgestellt, und die beiden größten waren die im 6. Jahrhundert.“ Jede für sich übertraf die Eruption des Tambora von 1815 beträchtlich, der 1816 und 1817 für Missernten und Hungersnöte in vielen Ländern der Erde gesorgt hatte.


Simulierte Sommerdurchschnittstemperaturen im Jahr 536 als Folge der Aerosol-Wolke. (Bild: GEOMAR/Matt Toohey)Toohey und Sigl haben daher mit Kollegen der Universität Oslo Klimasimulationen durchgeführt, um die Auswirkungen der beiden Ausbrüche aus dem 6. Jahrhundert abschätzen zu können. „Die Modelle zeigten auf der Nordhalbkugel Temperaturstürze von mehr als zwei Grad für jeden dieser Ausbrüche“, sagt Toohey. Klimaarchive für Nordskandinavien, die auf den Wachstumsringen von Bäumen beruhen, bestätigen diese Modellrechnungen. Die Klimawirkung der Vulkane beruht auf Sulfatpartikeln, die sie so hoch in die Atmosphäre transportieren, dass sie sich wie ein Schirm über die Erde ausbreiten und dann auch tatsächlich einen Teil des Sonnenlichts abfangen. Genau diesen Effekt hatten oströmische Chronisten wie der spätantike Historiker Prokop beschrieben.

Dabei haben Vulkane in der Regel einen zwar deutlichen, aber auch nur kurzlebigen Einfluss auf das Klima. Die Sulfatpartikel können sich vielleicht zwei Jahre in der Atmosphäre halten und fallen dann auf die Erdoberfläche zurück. In den Eisbohrkernen lassen sich die Eruptionen deshalb so gut nachweisen, weil sie mit dem jährlichen Schnee abgelagert und konserviert werden. Beim Tambora war der Klimaeffekt nach zwei Jahren vorüber. Für die beiden Ausbrüche im 6. Jahrhundert gilt das allerdings nicht, denn sie haben Rückkoppelungsmechanismen im Erdsystem aktiviert. Michael Sigl: „Nach dem Vulkanausbruch von 536 hat sich in der Barentssee vor der Kola-Halbinsel viel Meereis aufgebaut und auch lange gehalten, und das hat zu einer zehn Jahre langen Abkühlung beigetragen.“ Die Jahre zwischen 536 und 550 waren so auf der Nordhalbkugel die kältesten im gesamten ersten Jahrtausend nach Christus.

Welche Vulkane nun genau die Reiche von China über Ostrom bis zu den Mayas in Bedrängnis brachten, ist allerdings nur schwer zu sagen. „Sulfat an sich hat ja keine Adresse“, sagt Michael Sigl, „so dass man nicht weiß, wo es hergekommen ist.“ Aus ihren Eisbohrkernen können die Forscher nur ablesen, dass der erste Ausbruch offenbar in höheren Breiten der Nordhalbkugel stattfand, denn sein Signal findet sich nur in den Bohrkernen aus Grönland. „Wir vermuten, dass es ein Vulkan in Alaska oder Kanada war“, so Matthew Toohey. Der zweite Vulkanausbruch muss sich dagegen in den Tropen abgespielt haben, denn sein Signal ist sowohl am Nord- als auch am Südpol zu finden.

El Chichón sieben Monate nach einer starken Eruption 1982. (Bild: NASA,cc0)Auf der EGU-Tagung präsentierte der niederländische Geograph Kees Nooren von der Universität Utrecht Hinweise, dass es sich bei dem fraglichen Vulkan um den El Chichón handeln könnte, einem sehr aktiven Vulkan im Süden Mexikos. „Wir arbeiten im sogenannten Maya-Tiefland, ungefähr 140 Kilometer nordöstlich des Vulkans und haben dort sehr gut erhaltene Vulkanaschelagen gefunden“, berichtet Nooren. Datiert wurde diese Asche auf einen Zeitraum um das Jahr 546, womit der Chichón für das Sulfat-Signal in den Eisbohrkernen in Frage käme. Anders als Römer, Skandinavier oder Chinesen hätten die Maya dann allerdings mit den direkten Folgen des Ausbruchs  – einem dichten Ascheregen zum Beispiel – zu kämpfen gehabt. „Es hat sie sehr stark getroffen“, sagt Kees Nooren, „es kam zu heftigen Kriegen zwischen den Stadtstaaten, manche Siedlungen wurden sogar aufgegeben.“ Am Ende erholten sich die übriggebliebenen Städte jedoch und die Maya-Kultur erlebte eine weitere Blütezeit, die Spätklassik. Erst 450 Jahre später kam dann das endgültige Ende ihrer Zivilisation, doch hier spielten Vulkane keine Rolle.