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Rätselhafter Vulkanausbruch von 1809 bleibt ein klimatischer Cold Case
Ein gewaltiger Vulkanausbruch um 1809 hinterließ Schwefelspuren in den Eisdecken beider Pole, doch sein Ursprungsort ist unbekannt. Ein Vergleich historischer Temperaturdaten mit Klimasimulationen deutet auf 12 bis 19 Millionen Tonnen Schwefel in der Stratosphäre hin. In den Tropen sanken die Temperaturen ähnlich deutlich wie nach dem Tambora-Ausbruch von 1815.
Hamburg (Deutschland). Vulkanausbrüche können das Klima über mehrere Jahre beeinflussen, wenn sie große Mengen Schwefelgase in die Stratosphäre befördern. Dort bilden sich feine Sulfatpartikel, die einen Teil des Sonnenlichts zurückstreuen und die Erdoberfläche abkühlen. Besonders auffällig ist ein Ereignis um 1808 oder 1809, von dem weder der Vulkan noch der genaue Ausbruchszeitpunkt sicher bekannt sind.
Die wichtigsten Hinweise finden sich nicht in Chroniken, sondern in Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis. Beide enthalten zur fraglichen Zeit deutliche Sulfatanstiege, die für einen großen Ausbruch mit einer weitreichenden Ausbreitung der Partikel sprechen. Weil vergleichbare Spuren auf beiden Halbkugeln auftreten, galt ein Vulkan in den Tropen als wahrscheinlich, doch die Stärke der Eruption blieb unsicher.
Forscher des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M) um Claudia Timmreck haben die Klimafolgen dieses Ausbruchs anhand historischer Messdaten, indirekter Klimaarchive und Computermodelle untersucht. Sie wollten herausfinden, welche Schwefelmenge die überlieferten Temperaturveränderungen am besten erklärt und weshalb manche Regionen der Nordhalbkugel nur wenig abkühlten.
Für ihre Analyse kombinierten die Wissenschaftler historische Thermometermessungen, Temperaturangaben aus Schiffslogbüchern und Rekonstruktionen aus Baumringen, Korallen und anderen Klimaarchiven. Diese Aufzeichnungen erlauben Einblicke in eine Zeit, aus der noch keine flächendeckenden Wetterdaten vorliegen. Insbesondere die Tropen kühlten nach dem Ereignis merklich ab, teils in einer Größenordnung, die den Folgen des Tambora-Ausbruchs von 1815 ähnelt.
Danach ließen die Forscher ein Erdsystemmodell mit vier verschiedenen Annahmen über die Menge und Verteilung vulkanischer Sulfatpartikel rechnen. Drei Szenarien gingen von einer annähernd gleichmäßigen Ausbreitung auf beide Halbkugeln aus, unterschieden sich aber in der Stärke des vulkanischen Einflusses. Das vierte Szenario nahm zum Vergleich eine extreme Ungleichverteilung an, bei der die nördlichen Außertropen praktisch von der Aerosolwolke ausgespart blieben.
Der Abgleich mit den tropischen Temperaturreihen spricht laut Studie für eine Schwefelmenge von etwa 12 bis 19 Millionen Tonnen, die in die Stratosphäre gelangte. Damit passen die verfügbaren Daten eher zu den mittleren oder niedrigeren Modellannahmen als zum stärksten untersuchten Szenario. Der Wert ist keine direkte Messung des Ausstoßes, sondern eine Schätzung, die voraussetzt, dass das Modell die Temperaturreaktion zuverlässig wiedergibt.
Frühere Auswertungen der Eisbohrkerne hatten für den Ausbruch eine Größenordnung von rund 19 Millionen Tonnen Schwefel ergeben. Das war ungefähr doppelt so viel wie die geschätzte Schwefelmenge des Pinatubo-Ausbruchs von 1991, aber weniger als bei der Tambora-Eruption. Die neue Untersuchung grenzt den möglichen Ausstoß vorsichtig weiter ein, weil die verfügbaren tropischen Temperaturdaten spärlich und räumlich ungleich verteilt sind.
In den Tropen lässt sich das Abkühlungssignal vergleichsweise deutlich erkennen. Für die nördlichen Breiten ergibt sich dagegen ein uneinheitliches Bild. Baumringrekonstruktionen weisen für den Sommer 1810 auf starke Kälte in Teilen Europas und Alaskas hin, während etwa der Osten Nordamerikas und das nördliche Sibirien zugleich vergleichsweise warm gewesen sein könnten.
In den Durchschnittswerten reproduzierten die Simulationen diese regionale Verteilung nur schwach. Einzelne Modellläufe bildeten die räumlichen Gegensätze in Europa oder Nordamerika jedoch teilweise ab. Das lässt vermuten, dass natürlic