Öffentliche Vortragsreihe

Wie können mikroskopisch kleine Teilchen aus einem Vulkanausbruch das Klima auf einer Skala von kontinentalem Ausmass beeinflussen?

Wenn wir das Wetter und Klima verstehen wollen, müssen wir unzählige Phänomene untersuchen und miteinander verknüpfen. Diese finden auf ganz unterschiedlichen Skalen statt: vom Mikrometer bis zum Kilometer. Die Klimaforschung ist dadurch vor eine grosse Herausforderung gestellt, welche nur in Zusammenarbeit und Anwendung verschiedenster Disziplinen und Methoden angegangen werden kann.

In meinem Vortrag möchte ich anhand von Forschungsprojekten ein Eindruck zu dieser Vielfalt gegeben.

Tropfsteine, vor allem Stalagmiten, sind wichtige Archive für die Rekonstruktion des urzeitlichen Klimas. Mittels geochemischer Methoden, zum Beispiel dem Messen von stabilen Isotopen, können wir detaillierte Einblicke in frühere klimatische Bedingungen gewinnen.

Wir rekonstruieren Niederschlagsmengen in Belize (Mittelamerika) über die letzten 2‘000 Jahre – einen klimatisch und archäologisch spannenden Zeitraum. Es zeigt sich, dass global relevante Vulkanausbrüche in diesem Zeitraum einen starken Einfluss auf die lokalen Bedingungen in Belize hatten.

Wir können somit sowohl vergangene Vulkanausbrüche rekonstruieren, als auch den Bogen zu den Bedingungen während des 20. Jahrhunderts schlagen, als die menschenverursachte Luftbelastung zunehmend stärker wurde.

Erdbeben und Vulkane sind zwei faszinierende – und manchmal zerstörerische – Naturphänomene. Oft treten sie auch zur gleichen Zeit und am gleichen Ort auf.

Dieser Vortrag erkundet die Wechselwirkungen zwischen Erdbeben und Vulkanen, und beleuchtet Fragen wir etwa:

• Können Vulkanen Erdbeben auslösen, oder lösen Erdbeben gar Vulkanausbrüche aus?
  
• Warum treten Erdbeben und Vulkane oft am gleichen Ort auf?
  
• Und wie kann man Erdbebenbeobachtungen benutztem um Vulkanausbrüche vorher zu sagen?

Die Wissenschaft kann den Ausbruch des Tambora heute als Klimaexperiment betrachten:

• Wie kann ein 15‘000 km entfernter Vulkan das Wetter bei uns in der Schweiz beeinflussen?
  
• Welche anderen Faktoren spielten mit?
  
• Welche Folgen hätte ein Ausbruch heute auf die globale Ernährungssicherheit?
  
• Und mit welchen Methoden kann die Wissenschaft heute das Wetter vor 200 Jahren im Detail rekonstruieren?

Die Kraft und Grösse von Vulkanausbrüchen ist abhängig von Prozessen in den Magmareserven im Innern der Erdkruste. Magmatische Aktivität innerhalb von Kontinentalplatten kann zu einer grossen Ansammlung von gasreichem Magma führen, welches sich explosiv in katastrophalen Supereruptionen in die Atmosphäre entlädt.

Beim Ausbruch eines solchen Supervulkans wird mehr Energie freigesetzt als bei allen anderen natürlichen Prozessen auf der Erde. Dies kann globale Auswirkungen haben, welche noch Jahre nach dem Ausbruch anhalten.

Dieser Vortrag präsentiert, wie geologische Archive sowie Daten aus Modellierungen und Geophysik uns helfen, diese Phänomene besser zu verstehen.

Die Ablagerungen in Seen und Meeren archivieren idealerweise die Umwelt- und Klimaverhältnisse der Vergangenheit.

In unserem Vortrag zeigen wir auf, wie solche Ablagerungen erbohrt werden und wie die Klimainformationen aus einem Schlamm extrahiert werden können. Dabei gehen wir besonders auch auf die Unterschiede zwischen den Archiven See und Ozean ein.

Wir erläutern zum Beispiel die Rekonstruktion von Flutereignissen aus Seesedimenten sowie die Dokumentation von Eis- und Warmzeiten aus den marinen Ablagerungen.

"Der Luftverkehr in Europa steht still. Auch die Schweiz ist in vollem Umfang davon betroffen. Das Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) hat den Schweizer Luftraum weiterhin bis Dienstag 20.4.2010 8 Uhr gesperrt. Gefährlich für Flugzeuge sind kleinste Teilchen, sogenannte Vulkanaerosole, die durch den isländischen Vulkan ausgespuckt werden."

So ETH Life vom 19.4.2010. Der europäische Luftraum wurde für mehrere Tage geschlossen, was die betroffenen Fluggesellschaften mit finanziellen von etwa 150 Millionen Euro täglich bezifferten. Dabei war der Ausbruch des isländischen Eyjafjallajökull ein "kleines Ereignis", z.B. im Vergleich zur Eruption des Mount Pinatubo in 1991 oder gar des Tambora in 1815. In meinem Vortrag werde ich diese Vulkane vergleichen anhand ihrer emittierten Gase und Partikel und der daraus folgenden Einflüsse auf Mensch und Umwelt, mit Schwerpunkt auf mehrjährigen Einflüsse auf das Klima.

"Dendroökologen" untersuchen die Effekte des Klimas auf den Zustand und das Wachstum unserer Waldökosysteme.

Schwankungen in der Baumringbreite sowie in der Holzdichte und -anatomie erlauben es den Forschern, vergangene Klima- und Umweltbedingungen mit jährlicher Auflösung über hunderte bis mehrere Jahrtausende zu rekonstruieren.

Nach einer Einführung in die Jahrringforschung werden Möglichkeiten und Grenzen jahrringbasierter Rekonstruktionen von Temperatur und Niederschlag diskutiert. Neben historischen Vulkanausbrücken wird ein weiterer Fokus auf der Schnittstelle zwischen Archäologie, Geschichte, Klimatologie und Ökologie liegen.

Vulkane verbindet man in erster Linie mit spektakulären Eruptionen. Weniger bekannt ist hingegen, dass im Untergrund von Vulkanen wertvolle Naturressourcen entstehen können. Die bei weitem wichtigsten Kupfer- und Molybdänvorkommen entstehen dort, wichtige Goldvorkommen sind damit verbunden und alle derzeit zur Stromproduktion genutzten Geothermalsysteme sind ebenfalls von vulkanischen Vorgängen angetrieben.

Der Vortrag beleuchtet, wie Vulkanismus und diese Ressourcen zusammenhängen und welche Bedeutung sie für unser Leben haben.

Die längsten Gebirge der Welt liegen unter der Meeresoberfläche. Hier steigt an manchen Stellen heisses Wasser aus der Erdkruste empor und bildet grosse, zum Teil bizarre Formationen.

In diesem Referat begeben wir uns auf eine "Reise" in die Tiefsee, auf der Sie die faszinierende Unterwasserwelt, das Leben um die heissen Quellen und die modernsten ozeanographischen Untersuchungsmethoden anhand von Bildern und Videos kennenlernen. Folgende Themen werden angesprochen:

• Vulkanismus in der Tiefsee und die Entstehung von neuer Erdkruste am Ozeanboden
• Entstehungsprozesse und Vorkommen von heissen Quellen in der Tiefsee (z. B. Schwarze Raucher / "Black Smokers")
  
• Leben im Dunkeln unter extremen Bedingungen

Das Ausbruch des Vulkans Tambora auf der indonesischen Insel Sumbawa im Jahr 1815 gehört zu den größten Vulkanausbrüchen, die jemals dokumentiert wurden.

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Geologie des Tambora und die Prozesse die zu dem großen Ausbruch von 1815 führten. Desweiteren wird, neben den regionalen und weltweiten Folgen des Ausbruchs, die Problematik der Vorhersage zukünftiger Vulkaneruptionen dieser Größenordnung angesprochen.

Der Ausbruch des Vulkans Tambora im April 1815 beeinflusste nicht nur das Klima weltweit, er zog auch das bisher letzte "Jahr ohne Sommer" in Mittel- und Westeuropa nach sich. Die nasskalte Witterung im Sommer 1816 führte zu Missernten, Teuerung, Armut und Hunger.

Kein Land litt stärker unter der letzten grossen Subsistenzkrise des Westens als die Schweiz. Was waren die Ursachen für das Elend, das in einzelnen Gemeinden in der Ostschweiz einen Bevölkerungsverlust von bis zu zehn Prozent verursachte, und wie reagierten die Regierungen auf die Hungerkrise?

Das Klima unterliegt Schwankungen: Die natürlichen Schwankungen sind neben Variationen in der Energie der Sonne durch Vulkanausbrüche geprägt. Vulkane sorgen mit ihrem Ausstoss von Schwefeldioxid in die Atmosphäre zur Bildung von Sulfataerosolen, die das Sonnenlicht reflektieren und somit die Erde kühlen.

Im Jahr nach der Eruption des Mt. Pinatubo (Philippinen) war die global gemittelte bodennahe Temperatur bis zu 0.5 Grad kälter. Diese und weitere Zusammenhänge werde ich in meinem Vortrag erklären.