Supervulkane
Im Verlauf der Erdgeschichte sind genügend Beispiele für hochexplosive Vulkanausbrüche vermerkt. Ausschlaggebend für die Explosivität dieser Vulkanausbrüche ist der Kieselsäuregehalt des Magmas, der auch die Viskosität der Gesteinsschmelze bestimmt. Ein hoher Anteil an Kieselsäure sorgt für einen sehr viskosen Zustand des Magmas, sodass es den Vulkanschlot verstopfen kann. Das Magma kann also nicht ruhig aus dem Vulkan ausfließen, wodurch der Druck in der Magmakammer zunehmend ansteigt. Wird dann der Druck in der Magmakammer zu groß, wird der Schlot vom explosionsartig austretenden Magma wieder frei gesprengt. Die dadurch erzeugten Eruptionswolken aus vulkanischer Asche können dabei kilometer hoch bis in die Stratosphäre geschleudert werden, in der sich einzelne Partikel unverhindert ausbreiten können. Aufgrund dieser Tatsache können sogenannte Supereruptionen auch globale Auswirkungen zur Folge haben, wenn sich die Aschepartikel in der Atmosphäre um den gesamten Erdball zerstreuen. Solche Supereruptionen sind jedoch sehr selten und kommen statistisch gesehen nur einmal in 100.000 Jahren vor.
Die letzte Supereruption ereignete sich am Vulkan Tambora auf der indonesischen Insel Sumbawa im April 1815, wobei die eruptive Phase bereits schon im Jahre 1812 mit Erdstößen und kleineren Eruptionen begann. Am 5. April 1815 steigerte sich die vulkanische Aktivität zu Eruptionen mittlerer Stärke, die bis ins über 1000 Kilometer entfernte heutige Jarkarta zu hören waren. In den darauffolgenden Tagen nahm die Itensität der Eruption weiter zu. Am 10. April 1815 stieß der Tambora große Brocken Bimsstein aus, die zusammen mit feinkörniger Vulkanasche auf umliegende Gebiete regneten. Zudem flossen Pyroklastische Ströme bis zu 20 Kilometer weit in verschiedene Richtungen und zerstörten unter Anderem das gleichnamige Dorf Tambora. Augenzeugen berichteten von lauten Explosionsgeräuschen, Pyroklastischen Strömen und Aschewolken, welche bis zu 50 Kilometer hoch aufstiegen und den Himmel verdunkelten. Das Sonnenlicht wurde von den dichten Aschewolken derartig stark entzogen, dass eine globale Abkühlung des Klimas die Folge war. Dies führte zu Missernten und somit auch zu Hungersnöten in Europa und auf anderen Erdteilen. Die globalen Durchschnittstemperaturen waren noch im Folgejahr um etwa 3°C niedriger, weshalb das Jahr 1816 auch als "Jahr ohne Sommer" in die Geschichte eingegangen ist. In der Geschichte der Vulkanologie ist die Supereruption am Tambora zudem der tödlichste und der heftigste je beobachtete Vulkanausbruch. Er stieß während der gesamten Eruptionsphase etwa 140 Milliarden Tonnen Gestein explosionsartig aus. Diese Explosionen hatten eine Sprengkraft von schätzungsweise 170.000 Hiroshimabomben, was einem Vulkanausbruch der Stärke 7 auf dem VEI entspricht. Berichten zufolge, konnten die Explosionsgeräusche des Vulkanausbruchs noch in einer Entfernung von 2600 Kilometern auf Sumatra wahrgenommen werden. Aufgrund der besonders starken Explosivität der Eruption entleerte sich die Magmakammer innerhalb weniger Tage fast vollständig. Dadurch verlor die Kammer an Stabilität und kollabierte zusammen mit dem Gipfel zu einer Caldera, wobei der Tambora 1500 Meter an Höhe verlor. Während des Zusammenbruchs löste er Flutwellen aus, welche die kompletten Küstenlinien der umliegenden Inseln zerstörten. Noch Tage später konnte über weite Teile der benachbarten Inseln Geruch von Salpeter wahrgenommen werden, der sich jedoch relativ schnell wieder auflöste. Am 17. April beruhigte sich der Vulkan und hinterließ eine komplett verwüstete Insel mit einer meterhohen Ascheschicht und tausenden Toten. Eine genaue Zahl der Opfer ist unklar. Die meisten Menschen fielen jedoch sicherlich wegen dem vom vulkanischen Winter ausgelösten Ernteausfall und der damit verbundenen Hungersnot zum Opfer. Schätzungsweise starben bei dieser Katastrophe insgesamt 100.000 Menschen, wovon 12.000 durch den direkten Vulkanausbruch getötet wurden. (Bild links: Naka-Dake, Vulkan Aso, Japan / Bild rechts: Mammoth Hot Springs, Yellowstone, USA)
Aber die Eruption des Tambora im Jahre 1815 war dennoch nicht der heftigste Vulkanausbruch der Vergangenheit. Eine Supereruption der Stärke 8 wäre noch 10 mal explosiver und hätte noch weitaus katastrophalere Auswirkungen.
Am Tobasee auf der indonesischen Insel Sumatra ereignete sich vor etwa 74.000 Jahre eine Supereruption, welche die gesamte damalige Weltbevörkerung in Mitleidenschaft zog. Schätzungsweise stieß der Vulkan 2800 Kubikkilometer Fördermaterial bis in die Stratosphäre, wovon große Mengen im kompletten Indischen Ozean gefunden wurden.
Die riesige Aschewolke stieg vermutlich mehr als 50 Kilometer hoch in die Stratosphäre und verdunkelte derart das Sonnenlicht, dass sich das Weltklime über Jahre hinweg bis zu 15 °C abkühlte. Durch diese Supereruption und die daraufolgende Eiszeit sank die Weltbevölkerung auf knapp 10.000 Menschen, was beinahe zum Aussterben des Homo Sapiens führte.
Derzeit sind etwa 40 Supervulkane bekannt. Doch diese müssen nicht Schauplatz von Supereruptionen sein, denn große Magmakammern können genauso gut auch kleine Eruptionen erzeugen. Es muss also nicht immer das gesamte Magma aus der Kammer eines Vulkans eruptieren. Der letzte Vulkanausbruch am Tambora in Indonesien war beispielsweise keine Supereruption, sondern nur eine kleine effusive Eruption im Jahre 1967. Trotzdem ist die Explosivität eines Supervulkans nicht zu unterschätzen, obwohl es nur selten zu Supereruptionen kommt.
Um die Explosivität eines Supervulkans bildlich zu verdeutlichen, stellen wir uns einen Würfel mit einem Volumen von 8 cm³ (2 cm Kantenlänge) vor, der einen Vulkanausbruch der Stärke 5 auf dem VEI darstellen soll. Eine Supereruption mit einem VEI von 8 wäre jedoch bis zu 1000 mal stärker. Um dies bildlich zu verdeutlichen müsste der Würfel also ein Volumen von 8000 cm³ besitzen (denn 8 cm³ mal 1000 = 8000 cm³ / 8000 cm³ = 8 dm³). Wenn also ein Würfel mit einem Volumen von 8 cm³ eine Eruption der Stärke 5 darstellt, stellt ein Würfel, dessen Volumen 8 dm³ beträgt, eine Supereruption dar. Die Kantenlänge des Würfels beträgt dann 20 cm.
Toba (Supereruption vor etwa 74.000 Jahren) VEI 8
Wann kann ein Vulkan als "Supervulkan" bezeichnet werden?
Insgesamt müssen 5 Faktoren zutreffen, damit von einem Supervulkan die Rede sein kann.
- Im Vulkangebiet muss eine Caldera vorhanden sein.
- Im Vulkangebiet muss Erdbebentätigkeit vorhanden sein.
- Im Vulkangebiet müssen Hebungen und Senkungen auftreten.
- Im Vulkangebiet müssen postvulkanische Erscheinungen auftreten.
- Ein Ausbruch der Stärke 7 oder 8 in der Geschichte des Vulkangebietes.