Supervulkan

Der Yellowstone Nationalpark im Bundesstaat Wyoming/USA ist schon seit vielen Jahrzehnten durch seine eindrucksvollen Geysire als vulkanisch aktives Gebiet bekannt. Anfang der 80-iger Jahre untersuchen Geologen des U.S. Geological Survey die geologische Struktur des Parks und stellten fest, dass große Teile des Gesteins vulkanischen Ursprung haben. In den folgenden Jahren bemühte man sich vergebens, die Quelle respektive den Vulkankrater im Park auszumachen. Erst der Zufall half den Geologen: Ende des Jahres 1980 testete die NASA eine neuartige Infrarot-Kamera für künftige Mondmissionen über dem Yellowstone Park. Nach der Auswertung der Daten konnte das gesamte Ausmaß der vulkanischen Struktur begutachtet werden.

Fast der gesamte Yellowstone Park stellt einen einzigen, riesigen Vulkankrater dar. Die Caldera, eine kraterförmige Landschaftsmulde, mit rund 80 Kilometern Durchmesser, welche nach gewaltigen vulkanischen Eruptionen vor rund 1,2 Mio. und 630.000 Jahren entstand, ist nicht mit einem herkömmlichen Vulkan zu vergleichen. Bei dieser Größe spricht man von so genannten Supervulkanen.

Mount Mayon Insel Luzon/Philippinen		Aniakchak Caldera Alaska/USA
Stromboli Sizilien/Italien		Taupo Nähe Rotorua/Neuseeland
Toba Sumatra/Indonesien		Geysir im Yellowstone Nationalpark Wyoming/USA

Der entscheidende Unterschied zu herkömmlichen Vulkanen auf dem Planeten Erde ist die bei einem Ausbruch freigesetzte Energie. Diese ist bei einem Supervulkan wesentlich größer als bei einem normalen Vulkanausbruch und ist in etwa vergleichbar mit der eines Einschlags eines Asteroiden mit mehr als einem Kilometer Durchmesser. Die Stärke eines Vulkanausbruchs wird mit der so genannten Vulkanexplosivitätsindex (VEI) beurteilt. Der Vulkanexplosivitätsindex ist eine logarithmisch aufgebaute Skala, die sowohl die Höhe der Rauchsäule als auch die Menge des ausgestoßenen Materials berücksichtigt. Dabei ist jede Stufe jeweils um den Faktor 10 größer als die vorherige Stufe.

VEI	Höhe Rauchsäule	Tephra	Frequenz	Beispiel
VEI = Vulkanexplosivitätsindex bzw. Volcanic Explosivity Index (VEI) BP = Before Present (geologische Zeitrechnung; Jahr 0 ist Jahr 1950 n.Chr.) Frequenz = Häufigkeit des Ereignisses Tephra = Materialausstoß
0	bis 100 m	weniger als 10.000 m³	täglich
1	100-1.000 m	10.000-1.000.000 m³	täglich
2	1-5 km	1.000.000-10.000.000 m³	wöchentlich
3	3-15 km	10.000.000 m³-0,1 km³	jährlich
4	10-25 km	0,1-1 km³	> 10 Jahre	Mount Pelée, 1902
5	mehr als 25 km	1-10 km³	> 100 Jahre	Mount St. Helens, 1980
6	mehr als 25 km	10-100 km³	> 100 Jahre	Krakatau, 1883
7	mehr als 25 km	100-1.000 km³	> 1.000 Jahre	Taupo, 180
8	mehr als 25 km	mehr als 1.000 km³	> 10.000 Jahre	Yellowstone, 630.000 BP

Als Supervulkan werden Vulkanausbrüche der VEI-Stufe 7 und 8 bezeichnet. Beim Ausbruch eines Supervulkans werden riesige Mengen an Gestein, Asche, Staub und Schwefelgasen in die obere Atmosphäre geblasen, wo sie die Sonneneinstrahlung blockieren und einen dramatischen Rückgang der Temperaturen auf der Erdoberfläche - vergleichbar einem nuklearen Winter - bewirken. Diese Situation würde vier bis fünf Jahre anhalten und nahezu alle Ökosysteme zusammenbrechen lassen. Genetiker haben zudem entdeckt, dass eine vergleichbare Katastrophe die Weltbevölkerung vor rund 70.000 Jahren auf ein paar tausend Menschen dezimiert hat. Die Menschheit schrammte damals knapp am Aussterben vorbei.

Ein weiterer Unterschied findet sich in der Funktionsweise des Vulkans: Typischerweise formen Supervulkane große Kollapskrater, so genannte Calderen. Gerade wegen ihrer Größe und oft unregelmäßigen Form sind diese nicht immer leicht festzustellen. So misst die Yellowstone-Caldera etwa 70×30 Kilometer. Acht Kilometer unter der Erdoberfläche befindet sich eine gewaltige Magmenkammer. Steigt der Druck in dieser Kammer, so bläht sich die Erdoberfläche gleichsam auf. Wenn die Magmenkammer nach dem Ausbruch in sich zusammenfällt und die angrenzenden Ränder nachfallen, dann entsteht einen größerer Krater, als durch den Ausbruch selbst verursacht.

Datum/Zeitraum	Vulkan	Region	Tephra	VEI
VEI = Vulkanexplosivitätsindex bzw. Volcanic Explosivity Index (VEI) BP = Before Present (geologische Zeitrechnung; Jahr 0 ist Jahr 1950 n.Chr.) Tephra = Materialausstoß 1) = Huckleberry-Ridge-Eruption 2) = Mesa-Falls-Eruption 3) = Lava-Creek-Eruption 4) = Thera-Eruption 5) = Plinianische Eruption 6) = Pu'u 'O'o-Kupaianaha-Eruption +) = während der gesamten Eruptionsperiode
2.200.000 BP	Yellowstone Caldera ¹⁾	Wyoming/USA	2.500 km³	8
1.300.000 BP	Yellowstone Caldera ²⁾	Wyoming/USA	280 km³	7
760.000 BP	Long Valley Caldera	Kalifornien/USA	600 km³	7
640.000 BP	Yellowstone Caldera ³⁾	Wyoming/USA	1.000 km³	8
73.000 BP	Toba	Sumatra/Indonesien	2.800 km³	8
26.500 BP	Taupo	Nordinsel/Neuseeland	800 km³	8
22.000 BP	Aira Caldera	Insel Kyūshū/Japan	110 km³	7
1640 v.Chr.	Santorini ⁴⁾	Insel Santorini/Griechenland	61 km³	6
79	Vesuv ⁵⁾	Neapel/Italien	4 km³	5
181	Taupo	Nordinsel/Neuseeland	100 km³	7
1815	Mt. Tambora	Kleine Sunda-Inseln/Indonesien	100 km³	7
1883	Krakatoa	Insel Krakatoa/Indonesien	25 km³	6
1924	Kilauea	Hawaii/USA	0,79 km³	2
1961	Queen Mary's Peak	Insel Tristan da Cunha	? km³	2
1980	Mt. St. Helens	Washington/USA	3 km³	5
1983 bis heute	Kilauea ⁶⁾	Hawaii/USA	3 km³ ⁺⁾	1
1984	Mauna Loa	Hawaii/USA	0,22 km³	0
1985	Nevado del Ruiz	Anden/Kolumbien	? km³	3
1991	Mt. Pinatubo	Insel Luton/Philippinen	10 km³	6
2002-2003	Mt. Ätna	Insel Sizilien/Italien	? km³	3

Auf der Erde befinden sich lediglich eine Handvoll dieser gigantischen Supervulkane. Zu diesen zählt beispielsweise der Toba auf Sumatra/Indonesien. Dieser, rund 100×30 Kilometer große Supervulkan sorgte mit seinem Ausbruch vor 74.000 Jahren dafür, dass die Temperaturen weltweit um drei bis fünf Grad hat abfielen, in mittleren und höheren Breiten während der Wachstumsphasen wohl sogar um 10 Grad. Weitere Beispiele für Supervulkane sind die über 610 Quadratkilometer große Taupo-Caldera, rund 150 Kilometer südöstlich von Rotorua auf der Nordinsel von Neuseeland, sowie die 25×18 Kilometer große Caldera des Mount Aso auf der Insel Kyushu/Japan. Die Einordnung der nördlich von Neapel/Italien gelegenen Plegräischen Felder als Supervulkan ist umstritten, da der Materialausstoß vermutlich eher im Bereich der VEI-Stufe 6 lag.

Der Supervulkan unter dem Yellowstone Nationalpark hat eine hat einen Eruptionszyklus von 600.000 Jahren. Der letzte Ausbruch fand jedoch vor 640.000 Jahren statt, so dass der nächste Ausbruch des Supervulkans längst überfällig ist. Und der schlafende Gigant gibt Lebenszeichen von sich: Vulkanologen aus aller Welt beobachteten, dass sich der Boden in Yellowstone in den letzten Jahren um zehn Zentimeter gehoben hat. Möglicherweise handelt es sich nur um Verlagerungen des unterirdischen Magmas.

Mittels ausgeklügelter Beobachtungs- und Vermessungsmethoden (Satelliten-Radar-Interferometrie) versuchen beispielsweise die Wissenschaftler der University of Utah und des U.S. Geological Survey in Menlo Park/Kalifornien in Langzeitbeobachtungen die Anzeichen von unwahrscheinlichen aber doch möglichen Eruptionen rechtzeitig zu erkennen.

Die Touristen, die jedes Jahr zu Millionen in den Yellowstone Nationalpark strömen, wissen nicht, dass sie auf einer tickenden Zeitbombe wandeln. Die verheerenden Auswirkungen eines Ausbruchs lassen sich aufgrund fehlenden Vergleichsmöglichkeiten nur sehr wage abschätzen.

Eine kleine Auswahl weiterer Aufnahmen aus dem Yellowstone National Park:

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