Supervulkan-Ausbrüche können ganze Kontinente einäschern und viele Millionen Menschen töten. Ob sie allerdings auch eine Eiszeit verursachen können, wie manche Forscher meinen, ist nach neuen Untersuchungen fraglich.
Samosir, eine verträumte Insel im riesigen Tobasee auf Sumatra, gehört zum Pflichtprogramm jeder Indonesien-Rundreise. Sie liegt 900 Meter hoch, wo trotz der Nähe zum Äquator ein angenehmes Klima herrscht. Globetrotter, die hier Station machen, übernachten in traditionellen Batak-Häusern mit ihren elegant geschwungenen Giebeln und schlendern über eine wellige Weidelandschaft, die an Schweizer Almkühe denken lässt. Nichts deutet darauf hin, dass sich in diesem Idyll vor rund 74 000 Jahren eine Katastrophe ereignet hat, die nicht nur Sumatra, sondern die ganze Welt erschütterte.
Das Unheil hatte sich unbemerkt zusammengebraut. Über Jahrtausende strömte Gesteinsschmelze in eine riesige Magmakammer wenige Kilometer unter der Oberfläche. Der Druck nahm immer mehr zu – bis die Blase schließlich platzte. Aus 100 Kilometer langen Spalten quoll die unvorstellbare Menge von 2800 Kubikkilometern Lava aus dem Erdinneren. Zum Vergleich: Der Mount St. Helens förderte 1980 gerade mal 0,2 Kubikkilometer, und der indonesische Tambora kam 1815 bei der größten Eruption in historischer Zeit nur auf 20 Kubikkilometer.
Die Explosionswolke schoss rund 40 Kilometer hoch, Asche regnete im Umkreis von über 3000 Kilometern vom Himmel. In Indien hilft der vulkanische Niederschlag noch heute Archäologen bei der Datierung ihrer Funde. Als sich die Magmakammer nach knapp zwei Wochen geleert hatte, brach die Gesteinsdecke ein und hinterließ eine riesige Caldera, 100 Kilometer lang und 30 Kilometer breit, die sich später mit dem Wasser des heutigen Tobasees füllte.
Die Super-Eruption war kein Einzelfall. Allein am Tobasee konnten Vulkanologen drei weitere ähnliche Ausbrüche nachweisen, die sich etwa aller 400 000 Jahren ereigneten. Unter dem Yellowstone-Nationalpark im US-Staat Wyoming schlummert ein anderer Super-Vulkan, der etwa alle 600 000 Jahre explodiert – und nun wieder an der Reihe wäre, wenn er seinen Puls beibehält. Im kalifornischen Long Valley tickt eine weitere Zeitbombe. Michael Rampino von der New York University hat hochgerechnet, dass etwa alle 50 000 Jahre mit einer Super-Eruption zu rechnen sei. Wenn es dazu kommt, warnt er, würden über eine Milliarde Menschen sterben. Die Gefahr aus dem Erdinneren sei größer als die eines katastrophalen Meteoriten-Treffers. „Man kann nur hoffen”, orakelt er, „dass wir dann ein robustes soziales System und ein interstellares Besiedlungsprogramm haben.”
Rampino geht von einem weltweiten Inferno aus – und stützt sein apokalyptisches Szenario auf Rekonstruktionen des letzten Toba-Ausbruchs. Staubwolken, die der Vulkan damals in die Stratosphäre geschleudert hatte, ließen seiner Überzeugung nach die globale Mitteltemperatur sechs Jahre lang um 3 bis 5 Grad sinken, in einzelnen Regionen wie Kanada sogar um 15 Grad. Experten sprechen von einem „nuklearen Winter”, wie er auch nach einem atomaren Schlagabtausch zu erwarten sei. Etwa eine Viertel der Pflanzen und ein großer Teil der Tiere seien gestorben. Und von den Menschen, die damals schon die ganze Welt bevölkerten – Neandertaler in Eurasien, moderne Menschen in Afrika und Arabien, Homo erectus in China und Südostasien – hätten nur wenige Tausend überlebt. Doch damit nicht genug: Der Kälteschock, so meint Rampino, habe die letzte Eiszeit angestoßen. Die Temperaturen waren zwar schon 2000 Jahre vorher empfindlich gesunken, hatten sich dann aber wieder erholt. Der Vulkan soll dem labilen Klima den entscheidenden Kick in Richtung Dauerfrost gegeben haben. Allerdings ist bislang nicht restlos geklärt, was sich damals zugetragen hat.
Und neue Forschungen bringen das Weltuntergangsbild sogar ins Wanken: Ganz so schlimm war es vielleicht doch nicht. Geowissenschaftler aus Taiwan hatten sich einen früheren Toba-Ausbruch vorgenommen, der vor etwa 788 000 Jahren stattfand. Sie suchten in Bohrproben vom Grund des Indischen Ozeans und des Südchinesischen Meeres nach Asche, die der Vulkan damals ausgeschleudert hatte, um aus der Schichtdicke auf die Stärke des Ausbruchs zu schließen. Noch 2500 Kilometer vom Krater entfernt fanden sie zentimeterdicke Lagen. Meng-Yang Lee und seine Kollegen kamen zu dem Ergebnis, dass der Toba-Vulkan damals 800 bis 1000 Kubikkilometer Gestein ausgespuckt hatte. Das ist zwar nur ein Drittel der Menge des letzten Ausbruchs – aber noch immer ein imposanter Wert. Das Verblüffende dabei: Zu jener Zeit, vor rund 800 000 Jahren, schmolzen weltweit die Eisschilde. Das Klima wandelte sich gerade von einer Eiszeit zu einer wärmeren Zwischeneiszeit. Ein einzelner Vulkanausbruch, folgern deshalb die taiwanesischen Forscher, sei nicht in der Lage, eine Eiszeit loszutreten.
Dennoch kann eine Eruption das Wetter auf der ganzen Welt jahrelang aus dem Tritt bringen. Schon als 1991 der Pinatubo auf den Philippinen ausbrach, sanken die Temperaturen im globalen Mittel um rund 0,5 Grad. Und als 1815 auf der indonesischen Insel Sumbawa der Tambora explodierte, kam es noch schlimmer: Das folgende Jahr ging als das Jahr ohne Sommer in die Geschichtsbücher ein. In Nordamerika und Europa herrschten im Juni und Juli winterliche Temperaturen, so dass die Bauern nur eine Hunger-Ernte einfahren konnten.
Verantwortlich für die globalen Wetterkapriolen nach heftigen Vulkanausbrüchen sind vor allem schwefelhaltige Gase, die mit den Aschewolken in die Höhe schießen. Sie oxidieren zu Schwefeldioxid und wandeln sich schließlich in sulfathaltige Staubteilchen um, in so genannte Schwefelsäure-Aerosole. In der Stratosphäre bilden sie Staubschleier, die innerhalb von Wochen die ganze Erde umhüllen und einen Teil der Sonnenstrahlung absorbieren. Dadurch erwärmt sich die Stratosphäre, während die Erdoberfläche auskühlt. Erst nach mehreren Jahren lösen sich die Schleier auf.
Der Pinatubo schleuderte rund 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre. Beim Ausbruch des Toba vor 74 000 Jahren könnte es die 300fache Menge gewesen sein. In Bohrproben aus dem Grönland-Eis fanden Forscher Schwefelsäure in einer Größenordnung, die in den letzten 110 000 Jahren sonst niemals erreicht wurde. Erst nach sechs Jahren pendelte sich der Wert wieder auf ein normales Niveau ein. In den Eisschichten aus jener Zeit fällt auch der Gehalt an Chlorid und Nitrat total aus dem Rahmen – ein Indiz dafür, dass der gesamte Chemismus in der Stratosphäre durcheinander geraten war. Wahrscheinlich hatte sich sogar die Ozonschicht weitgehend aufgelöst, die vor den schädlichen UV-Strahlen schützt. Nach einer Modellrechnung war sie drei Jahre lang um 30 bis 60 Prozent geschwächt.
Einige Forscher glauben zudem, dass der gigantische Vulkanausbruch die Menschheit an den Rand des Aussterbens gebracht hat. Anthropologen rätseln schon lange, warum sich die Menschen auf der Welt, über alle Rassen und Hautfarben hinweg, genetisch so ähnlich sind. Eine mögliche Erklärung: In der Vorgeschichte sorgte eine Katastrophe für einen gewaltigen Aderlass, bei dem viele Entwicklungslinien abrupt endeten. Nur in wenigen Regionen hätten unsere Vorfahren überlebt und sich von dort wieder ausgebreitet – daher möglicherweise die genetische Einheitlichkeit. Für den drastischen Populations-Engpass, verbunden mit Hungersnöten, machen Wissenschaftler wie Stanley Ambrose von der University of Illinois den Toba-Ausbruch vor 74 000 Jahren verantwortlich.
Diese Vorstellung beruht allerdings weitgehend auf Spekulationen – und ist entsprechend umstritten. „Bevor man solche katastrophalen Auswirkungen des Vulkanausbruchs akzeptiert” , gibt der Geograph Clive Oppenheimer von der Cambridge University zu bedenken, „sollte man den Ausbruch selbst besser verstehen.” Er betont, dass viele Fragen zum Eruptionsgeschehen noch offen sind. Vor allem lässt sich schwer abschätzen, wie viel Schwefel in die Stratosphäre gelangte. Denn aus der Magmamenge kann man nicht unmittelbar auf die Schwefelmenge schließen, da der Schwefelgehalt im Magma stark variiert.
Verschiedene Wissenschaftler kommen denn auch zu ganz unterschiedlichen Ergebnissen. Die berechneten Mengen schwanken um den Faktor 100: zwischen der 3fachen und der 300fachen Menge vom Pinatubo-Ausbruch. Bei dem kleinsten Wert wären die Temperaturen auf der Erde nur um ein Grad gesunken. Und selbst der größte Wert hätte wohl nicht für eine Eiszeit gereicht, wie die Taiwanesen nun herausfanden. Dann käme die Menschheit noch mit einem blauen Auge davon, wenn im Yellowstone eines Tages die Hölle ausbricht.
Klaus Jacob
