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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Vulkanischer Eintrag

Autor: Dr. David Voelker

Vulkanausbrüche erzeugen vulkanische Aschelagen, die in marinen Sedimenten als zusammenhängende Schichten, sogenannte Tephralagen verfolgt werden können. Über so über kurze Zeiträume von Tagen und Wochen können große Mengen an Sediment in das Meer eingetragen werden. Ein rezentes Beispiel ist der Ausbruch des Vulkans Pinatubo (Phillipinen) 1991.

Die von Vulkanausbrüchen resultierenden Aschelagen werden Tephralagen genannt. Tephra ist ein Sammelbegriff, der für alle pyroklastische Partikel verwendet wird, die bei Vulkanausbrüchen ausgestossen werden und als Partikelregen niedergehen. Mineralogisch lassen sich die Lagen einfach von "normalen" marinen Sedimenten unterscheiden, vor allem dort, wo ansonsten vor allem biogene Sedimentation stattfindet. Durch Verwitterung werden aus den Vulkanaschen charakteristische Tonminerale (Bentonite).

Tephralagen sind gut geeignet, um eine exakte Alterseinstufung von Sedimentkernen vorzunehmen (Tephrachronologie). Da Vulkanausbrüche von kurzer Dauer sind und die Ablagerungszeit der Aschen damit meist nur wenige Tage bis Wochen beträgt, sind die Lagen als Isochronen anzusehen. Da die Aschen vom Wind über große Regionen verteilt werden können und einfach nachzuweisen sind, sind sie als Zeitmarker vor allem dafür ideal, Kerne aus unterschiedlichen Regionen miteinander zu korrelieren . Teilweise können einzelne Ausbruchsereignisse desselben Vulkans unterschieden werden. Der Nachweis von vulkanischen Aschen in Sedimentkernen die ansonsten überwiegend biogene Sedimente enthalten kann über die Messung der magnetischen Eigenschaften (magnetische Suszeptibilität) erfolgen, weil sie im Vergleich zu den biogenen Sedimenten erhöhte Anteile an magnetisierbaren Mineralen (Magnetit) enthalten.

Die Vorgänge bei der Ablagerung einer Tephralage konnten im Falle des Ausbruchs des Vulkan Pinatubo (Phillipinen) im Jahr 1991 studiert werden. Mit sogenannten Sedimentfallen oder Sinkstofffallen wurde der vulkanische Aschenregen registriert, der am 15. Juni 1991 vom Vulkan Pinatubo (Phillipinen) bei seiner verheerenden Eruption in das Meer eingetragen wurde. In weniger als drei Tagen wurden in den Fallen, die in 1200 und 3700 Meter Wassertiefe aufgehängt waren, jeweils 9 Kilogramm Asche pro Quadratmeter aufgefangen. Dies ist eine Sedimentmenge, die in diesem Gebiet normalerweise erst in 300 Jahren akkumuliert wird. Eine weitere Besonderheit war die unerwartet hohe Sinkgeschwindigkeit der Aschen. Sie war bedingt durch die Bildung relativ großer Zusammenballungen von feinen Aschenpartikeln infolge einer elektrostatischen Anziehung und Verzahnung, die bereits in der Atmosphäre erfolgte. Dadurch wurde der spätere Transport der Asche durch Meeresströmung weitgehend verhindert. Statt dessen bildete sich die Richtung des Aschetransports in der Stratosphäre auf dem Meeresboden als eine langgezogene Aschenlage ab. Sie nimmt eine Fläche etwa von der Größe der Bundesrepublik Deutschland ein (37*104 km2). Ihr Gesamtvolumen beträgt etwa ein Kubikkilometer (Dieses Bild signalisiert einen Literaturhinweis!Wiesner et al., 1995Wiesner, M.G., Wang-Yubo & Zheng-Lianfu (1995). Fallout of volcanic ash to the deep South China Sea induced by the 1991 eruption of Mount Pinatubo (Philippines). Geology (Boulder). 23; 10, Pages 885-888.).

Ein weiterer bekannter Ausbruch, der des Vulkans Toba auf Sumatra vor 70.000 Jahren hat in weiten Regionen des Indischen und Pazifischen Ozeans eine datierbare Aschelage hinterlassen. Der Ausmaß des Ascheregens muss den des Pinatubo noch weit übertroffen haben. Eventuell hat dieser Ausbruch die Entwicklungsgeschichte der Menschheit stark beeinflusst. Ergebnisse einer Studie über die genetische Diversität des modernen Homo Sapiens (Human Genome Diversity Project) ergeben eine geringe genetische Diversität (z.B. im Vergleich zu Schimpansen). Diese grosse genetische Ähnlichkeit kann dadurch erklärt werden, dass eine Katastrophe alle damals existenten Gruppen des Homo Sapiens auf eine sehr kleine Gruppe reduzierten, von der alle heute lebenden Menschen abstammen. Diese Katastrophe könnte nach Dieses Bild signalisiert einen Literaturhinweis!S. Ambrose (1998)Ambrose, S. H. (1998). Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differenciation of modern humans. Journal of Human Evolution 35:115-118., einem Anthropologen der University of Illinois der Ausbruch des Toba gewesen sein. Siehe zu dem Thema auch: "Population Bottlenecks and Volcanic Winter" von J. Q. Jacobs