Druckwellen infolge des Tonga-Ausbruchs

Vor einem Jahr ist der Vulkan Hunga Tonga-Hunga Haʻapai mit einer gewaltigen Wucht ausgebrochen. Die Eruption dieses Unterwasservulkans im Inselstaat Tonga im Pazifik zählt zu den stärksten des vergangenen Jahrhunderts. Seitdem analysieren zahlreiche Vulkanologen und Geophysiker, wie sich dieser Ausbruch ausgewirkt hat. So zeigt eine neue Studie in der Fachzeitschrift „Science Advances“: Infolge der Eruption haben sich nicht nur Druckwellen durch die Atmosphäre ausgebreitet, sondern der Ausbruch hat auch zu Wellen durch den Erdboden unter dem Vulkan geführt.

Ein Vulkanausbruch wie der des Hunga Tonga-Hunga Haʻapai wirkt sich in mehrerlei Hinsicht aus: Einerseits breiten sich – vergleichbar mit einem Erdbeben – seismische Wellen durch die Erde aus. Zudem verursachte dieser Ausbruch eine 15 Meter hohe Tsunamiwelle im Pazifik. Und sogar durch die Atmosphäre wanderte eine Druckwelle rund um den Globus und ließ sich noch im fernen Europa messen.

Wie komplex sich dieser Ausbruch auf den Erdkörper ausgewirkt hat, wertete nun die Arbeitsgruppe um Ricardo Garza-Girón von der University of California in Santa Cruz anhand von Satellitenaufnahmen und Erdbebendaten in der Umgebung aus. Dabei konzentrierten sie sich auf die ersten viereinhalb Stunden nach dem Vulkanausbruch. Sie entdeckten, dass der Ausstoß von Lava in die Atmosphäre mit bis zu 300 Metern pro Sekunde im Gegenzug einen gewaltigen Rückstoß auf die Erde unter dem Vulkan ausgelöst hat. Dies wiederum hat Druckwellen in der Erde hervorgerufen. In den Messdaten, den Seismogrammen, ließen sich diese Wellen nun nachweisen. Darüber hinaus wiesen Garza-Girón und seine Kollegen einen zweiten Effekt nach: So wurde die Magmahöhle durch den Ausstoß des Magmas zum großen Teil geleert und fiel danach in sich zusammen.

Mit diesen Ergebnissen bestätigen die Forscher die enorme Wucht des Vulkanausbruchs im Inselstaat Tonga. Parallel hierzu haben andere Forschergruppen untersucht, wie sich der Ausbruch auf die Atmosphäre und sogar das Klima ausgewirkt hat. Denn beim Ausbruch gelangten neben Schwefeldioxid auch mehr als 100 Millionen Tonnen Wasser in die Atmosphäre. Dort schirmt Schwefeldioxid einfallendes Sonnenlicht ab und führt zu einer Abkühlung. Wegen der relativ geringen Mengen im Vergleich zu früheren Vulkanausbrüchen ist dieser Effekt jedoch gering. Das zusätzliche Wasser dagegen verstärkt den Treibhauseffekt und könnte kurzfristig für wenige Jahre die mittlere Erdtemperatur erhöhen. Gemeinsam tragen diese Studien somit zum Verständnis bei, wie sich Vulkanausbrüche auf die Erde auswirken.