Als im Januar ein Unterwasservulkan in Tonga ausbrach, war seine wasserreiche Explosion gewaltig und ungewöhnlich – Wissenschaftler versuchen immer noch, seine Folgen zu verstehen. Der Vulkan Hunga Tonga schoss Millionen von Tonnen Wasserdampf hoch in die Atmosphäre. Dies geht aus einer Studie hervor, die am Donnerstag in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.
Die Forscher schätzen, dass der Ausbruch die Wassermenge in der Stratosphäre – der zweiten Schicht der Atmosphäre, oberhalb des Bereichs, in dem Menschen leben und atmen – um etwa 5 % erhöht hat.
Nun versuchen die Wissenschaftler herauszufinden, wie sich diese Wassermenge auf die Atmosphäre auswirken könnte und ob sie die Erdoberfläche in den nächsten Jahren erwärmen könnte.
“Dies war ein einmaliges Ereignis”, sagt der Hauptautor Holger Voemel, Wissenschaftler am National Center for Atmospheric Research in Colorado.
Große Eruptionen kühlen den Planeten normalerweise ab. Die meisten Vulkane stoßen große Mengen an Schwefel aus, der die Sonnenstrahlen blockiert, erklärte Matthew Toohey, ein Klimaforscher an der Universität von Saskatchewan. Er war nicht an der Studie beteiligt.
Die Explosion in Tonga war viel feuchter: Die Eruption begann unter dem Ozean, so dass sie eine Wolke mit weit mehr Wasser als üblich in die Höhe schleuderte. Und da Wasserdampf als wärmespeicherndes Treibhausgas wirkt, wird die Eruption wahrscheinlich die Temperaturen erhöhen, anstatt sie zu senken, so Toohey.
Es ist unklar, wie stark die Erwärmung ausfallen könnte.
Karen Rosenlof, eine Klimawissenschaftlerin bei der National Oceanic and Atmospheric Administration, die ebenfalls nicht an der Studie beteiligt war, geht davon aus, dass die Auswirkungen minimal und vorübergehend sein werden.
“Dieser Anstieg könnte die Oberfläche für kurze Zeit ein wenig erwärmen”, so Rosenlof in einer E-Mail.
Der Wasserdampf wird einige Jahre lang in der oberen Atmosphäre verbleiben, bevor er in die untere Atmosphäre gelangt, so Toohey. In der Zwischenzeit könnte das zusätzliche Wasser auch den Ozonabbau in der Atmosphäre beschleunigen, fügte Rosenlof hinzu.
Für die Wissenschaftler ist es jedoch schwierig, dies mit Sicherheit zu sagen, da sie noch nie eine Eruption wie diese gesehen haben.
Die Stratosphäre erstreckt sich von etwa 12 km bis 50 km über der Erde und ist normalerweise sehr trocken, erklärte Voemel.
Voemels Team schätzte die Ausbreitung der Vulkanwolke mithilfe eines Netzes von Instrumenten, die an Wetterballons hingen. Normalerweise können diese Instrumente nicht den Wasserstand in der Stratosphäre messen, weil die Mengen so gering sind, so Voemel.
Eine andere Forschergruppe beobachtete die Explosion mit einem Instrument eines NASA-Satelliten. In ihrer Studie, die in diesem Sommer veröffentlicht wurde, schätzten sie, dass die Eruption sogar noch größer war und der Stratosphäre rund 150 Millionen Tonnen Wasserdampf zugeführt hat – dreimal so viel wie in Voemels Studie.
Voemel räumte ein, dass die Satellitenbilder möglicherweise Teile der Wolke erfasst haben, die die Balloninstrumente nicht einfangen konnten, so dass die Schätzung höher ausfiel.
So oder so, so Voemel, war die Explosion in Tonga mit nichts in der jüngeren Geschichte vergleichbar, und die Untersuchung ihrer Nachwirkungen könnte neue Erkenntnisse über unsere Atmosphäre liefern.
Veröffentlichung: Holger Vömel et al, Water vapor injection into the stratosphere by Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abq2299
L. Millán et al, The Hunga Tonga‐Hunga Ha’apai Hydration of the Stratosphere, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2022GL099381
Quelle: off. Pm der National Center for Atmospheric Research
Titelbildunterschrift: atmosphärische Satellitenaufnahme der Tonga-Explosion
Pia Gaupels
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