Wie Vulkanausbrüche die Ozonschicht beeinflussen
Als im Januar 2022 der Vulkan Hunga Tonga im Inselstaat Tonga ausbrach, waren seine Auswirkungen nicht nur hier auf der Erde, sondern auch weit darüber zu spüren. Mit Material, das eine beispiellose Höhe von 30 Meilen über der Erdoberfläche erreichte, veränderte diese Eruption die Chemie und Dynamik der Stratosphäre und verursachte einen 7 %igen Verlust der Ozonschicht über einem großen Teil der Südhalbkugel. „Wir wissen zwar, dass Vulkanausbrüche das stratosphärische Ozon beeinflussen können, aber wir wissen nicht genau, wie sich derartige Veränderungen auf das Klima und das Erdsystem im Allgemeinen auswirken“, erklärt Freja Chabert Østerstrøm, Atmosphärenwissenschaftlerin an der Universität Aarhus. An der Beantwortung dieser Fragen arbeitet das EU-finanzierte Projekt SOLVE.
Breitengrad, Jahreszeit und Halogengehalt eines Vulkanausbruchs zählen
Zunächst verbrachte Østerstrøm zwei Jahre an der Harvard University mit der Durchführung der 3D-Chemie-Klima-Modellierung von Vulkanen. Bei einem Teil dieser Arbeit stand die Untersuchung der Empfindlichkeit des stratosphärischen Ozons gegenüber dem Breitengrad, der Jahreszeit und dem Halogengehalt eines Ausbruchs im Mittelpunkt. Halogene sind eine Gruppe von chemischen Elementen, zu denen Chlor, Brom und Jod zählen. Im Rahmen dieser Forschung untersuchte Østerstrøm drei verschiedene Arten von Ausbruchsszenarien, die sie für zwei verschiedene Jahreszeiten und in sechs unterschiedlichen Breitengraden simulierte, die den globalen Breitengradbereich abdecken, in dem Vulkane vorhanden sind. Insgesamt wurden 36 verschiedene Szenarien durchgespielt. „Wir haben herausgefunden, dass der Breitengrad und der Halogengehalt der vulkanischen Gase den größten Einfluss auf die Auswirkungen eines Ausbruchs ausüben, während die Jahreszeit, in der der Ausbruch stattfindet, eine geringere Rolle spielt“, sagt Østerstrøm.
Vulkane und Zusammensetzung der Stratosphäre
Als 2022 der Vulkan Hunga Tonga ausbrach, verlagerte Østerstrøm den Schwerpunkt ihrer Forschung auf die Beschreibung der globalen stratosphärischen Veränderungen und Auswirkungen im ersten Jahr nach dem Ausbruch. „Hier haben wir nachgewiesen, wie sich die beobachtete Zusammensetzung der Stratosphäre, die Chemie und der weltweite Wasserdampf nach dem Ausbruch veränderten“, fügt Østerstrøm hinzu. Diese Forschung steht im Mittelpunkt eines bevorstehenden Berichts des Weltklimaforschungsprogramms über die globalen Auswirkungen der Eruption, der wiederum als wichtige Informationsquelle für den nächsten Ozonbericht der Weltorganisation für Meteorologie dienen wird. Østerstrøm selbst ist führend an einem Kapitel über die Auswirkungen auf die Chemie und Zusammensetzung der Stratosphäre beteiligt.
Erforschung möglicher Auswirkungen zukünftiger Vulkanausbrüche auf Atmosphäre und Klima
Das Projekt, das innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt wurde, trug zur Klärung der Frage bei, wie empfindlich das Ozon auf Vulkanausbrüche reagiert. „Diese Informationen können genutzt werden, um beispielsweise zu beschreiben, wie Vulkanausbrüche und ihre Auswirkungen bei zukünftigen Bewertungen von Trends hinsichtlich der Erholung des Ozons besser berücksichtigt werden können“, merkt Østerstrøm an. Neben der Fortsetzung ihrer Arbeit an der Modellierung und Erforschung des Ausbruchs des Hunga Tonga plant Østerstrøm, weiter zu untersuchen, auf welche Weise zukünftige Ausbrüche die Atmosphäre und das Klima beeinflussen könnten. „Die nächste Herausforderung besteht darin, andere plötzliche Veränderungen in der Zusammensetzung der Stratosphäre zu erforschen, die sich auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt und das Klima auswirken können“, schließt sie ihre Ausführungen. Østerstrøms Forschungsarbeiten wurden in mehreren führenden wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht, wobei ein Artikel die höchsten von Altmetric ermittelten Aufmerksamkeitswerte erhielt.
Schlüsselbegriffe
SOLVE, Vulkan, Vulkane, Vulkanausbruch, Ozonschicht, Klima, Klimawandel, Stratosphäre, Atmosphäre
