Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Können Baumringe Vulkanausbrüche vorhersagen?

10.03.2017

Auf der Suche nach besseren Indizien für bevorstehende Vulkanausbrüche sind Wissenschaftler der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL und der ETH Zürich auf einen überraschenden Kandidaten gestossen: Jahrringe von Bäumen könnten Eruptionen ankünden.

Auf dieses mögliche Frühwarnsystem wurde Nicolas Houlié, Geophysiker an der ETH Zürich, im Jahr 2001 aufmerksam. Er bemerkte auf einem Satellitenbild eine drei Kilometer lange, grüne Line an der Nordostflanke des Ätna.


Das Basaltgestein des im Jahr 2002/2003 ausgebrochenen Ätnas bedeckte Teile des Waldes unter sich.

Bild: Ruedi Seiler, WSL


Einige der rund fünfzig Baumproben, die die Forscher am Ätna entlang des Lavaflusses vom Ausbruch im Jahr 1974 als Bohrkerne entnahmen.

Bild: Thomas Appert

Diese Linie spiegelt einen hohen sogenannten Normalized Difference Vegetation Index NDVI wieder – je höher dieser Wert, desto besser gedeiht dort die Vegetation. Das Erstaunliche: Genau entlang dieser Linie spie der Vulkan ein Jahr später Feuer.

Vulkanologen und Dendrochronologen spannen zusammen

Jahrringforscher sind sich einig, dass besagter NDVI-Wert mit dem Baumwachstum zusammenhängt, und sich somit in der Jahrringbreite niederschlägt. Deshalb starteten der Geograph Ruedi Seiler, Doktorand an der WSL und der Jahrringforscher (Dendrologe) Paolo Cherubini, Leiter der Dendrochronologie an der WSL zusammen mit Houlié vor vier Jahren ein disziplinübergreifendes, vom Schweizer Nationalfonds finanziertes Forschungsprojekt. Ihre ungewöhnliche Idee erschien nun im Fachjournal Scientific Reports: Jahrringe geben Auskunft über vulkanische Abläufe vor Eruptionen.

Denn die in der Wachstumsperiode gebildeten Ringe in Baumstämmen sind wichtige Umweltarchive: Die Jahrringbreite wiederspiegelt die Wachstumsbedingungen der Bäume, die eine Kombination von Temperatur, Niederschlag und Nährstoffen während einer Vegetationsperiode sind. „Am Ätna und anderen vulkanischen Regionen könnte die Jahrringbreite zudem von der vulkanischen Aktivität beeinflusst werden“, vermutet Seiler.

Kurze voreruptive Phase?

Erste Feldarbeiten unternahmen die Forscher unter der Leitung von Cherubini entlang der Lavaflüsse, die der Ätna im Januar 1974 auf der Westseite ausgespien hatte. Dort beobachteten italienische Forscher nämlich im Jahr 1975 ebenfalls eine Anomalie auf Satellitenbildern vor der Eruption.

Anhand von über fünfzig Baumproben wollte Seiler allfällige voreruptive Signale in Baumringen ermitteln. Die Forscher stellten allerdings fest, dass der Jahrring des Sommers 1973 weder besonders breit noch schmal war.

„Wenn vulkanische Aktivität die Jahrringe tatsächlich beeinflusst, begann die voreruptive Phase des Ausbruchs von 1974 wohl erst, als die Bäume ihr saisonales Wachstum bereits eingestellt hatten“, sagt Seiler. Die ermittelte Dauer der voreruptiven Phase, die demnach nur einige Monate dauerte, stimmt jedenfalls mit den Ergebnissen von früheren geochemischen und geophysikalischen Studien überein.

Eingeschränktes Wachstum nach Ausbruch

Obwohl die Bäume vor dem Ausbruch 1974 keine Veränderungen im Wachstum zeigten, wuchsen sie in den zwei darauffolgenden Sommern weniger als in anderen Jahren, wie die Forscher in Scientific Reports schreiben. „In dieser Beobachtung sehe ich ein grosses Potenzial: Vielleicht können wir auch kleine Flankeneruptionen mithilfe von Jahrringen zuverlässig datieren“, sagt der Vulkanexperte Houlié. Denn das Verhalten eines Vulkans in der Vergangenheit kann Auskunft über seine zukünftigen Aktivitäten geben, und somit den Bevölkerungsschutz verbessern.

Dank Echtzeit-Überwachung mit GPS, Seismometern und Gasüberwachungsgeräten sind Eruptionen der letzten zwanzig Jahre gut aufgezeichnet. In den 2‘000 Jahren davor hingegen sind Vulkanausbrüche nicht zuverlässig datierbar; der Zeitpunkt noch älterer Vulkanereignisse wiederum ist mithilfe der sogenannten C14-Methode relativ gut erfasst. „Jahrringdaten könnten diese Informationslücke zwischen 20 und 2‘000 Jahren schliessen“, zeigt sich Houlié optimistisch. Die Forscher wollen die Frage, ob Jahrringe bei der Vorhersage von Vulkanausbrüchen hilfreich sein können, jedenfalls weiter verfolgen.

Stephanie Schnydrig | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL
Weitere Informationen:
http://www.wsl.ch

Weitere Berichte zu: Baumringe Eruptionen Jahrringbreite Jahrringe Vegetation Vulkanausbrüche WSL Ätna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Open Science auf offener See
19.01.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Bisher älteste bekannte Sauerstoffoase entdeckt
18.01.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

Transferkonferenz Digitalisierung und Innovation

22.01.2018 | Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Forschungsteam schafft neue Möglichkeiten für Medizin und Materialwissenschaft

22.01.2018 | Biowissenschaften Chemie

Ein Haus mit zwei Gesichtern

22.01.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics