Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vulkanausbrüche, die die Welt erschütterten

10.07.2015

Kühle Sommer haben bei den sozioökonomischen Veränderungen in den vergangenen 2500 Jahren eine wichtige Rolle gespielt. Dass sie von Ausbrüchen grosser Vulkane verursacht oder verstärkt wurden, konnte bisher nicht präzise belegt werden. Dies gelang nun einer Gruppe von Wissenschaftlern, zu der auch Ulf Büntgen von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL gehört, wie die Zeitschrift «Nature» berichtet.

Aus früheren Studien geht hervor, dass kalte Perioden in der Vergangenheit Ernteausfälle und Hungersnöte nach sich gezogen haben. Diese Ereignisse könnten auch zu Pandemien, gesellschaftlichen Umbrüchen und Migrationsbewegungen beigetragen haben.


Die schmalen und verdrehten Jahrringe einer langlebigen Borstenkiefer aus Nevada zeigen die extremen Kältesommer nach einem grossen Vulkanausbruch im Jahr 44 BC, dem Todesjahr von Julius Caesar.

Foto: Matthew Salzer

Solche Abkühlungen der Atmosphäre wurden durch grosse Vulkanausbrüche verursacht oder stark beeinflusst: Die vulkanischen Schwefelpartikel, die in die obere Atmosphäre geschleudert wurden, schirmten die Erdoberfläche von der Sonneneinstrahlung ab.

Baumringe und Eiskerne bezeugen: Vulkane sorgten für abrupte Abkühlungen im Sommer

Bisher gab es keine verlässliche Methode, diese Vorgänge zeitlich präzise einzuordnen und damit ihre Auswirkung zu messen. Ein internationales Konsortium aus Wissenschaftlern des Desert Research Institute (DRI), der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, des Oeschger-Zentrums der Universität Bern (OCCR) und weiterer Institutionen hat heute in Nature eine Rekonstruktion der zeitlichen Zuordnung veröffentlicht und den damit verbundenen Strahlungseinfluss von fast 300 Vulkanausbrüchen, die seit der frühen Römerzeit stattgefunden haben, aufgezeigt.

Die Analyse von Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis auf vulkanisches Sulfat lieferte eine Entwicklung des atmosphärischen Sulfatgehalts von Jahr zu Jahr. Doch erst der Vergleich der Ergebnisse mit absolut datierten Baumringen in jährlicher Auflösung ermöglichte es den Forschern, ein recht präzises Bild der Klimaentwicklung zu zeichnen.

Erklärung für die «rätselhafte Wolke»

Laut der Studie verursachten tropische Vulkane und grosse Eruptionen in den oberen Breiten der nördlichen Hemisphäre (etwa auf der Höhe von Island und Nordamerika) häufig schwere und weit verbreitete sommerliche Abkühlungen – beispielsweise in den Jahren 536, 626 und 939 unserer Zeitrechnung.

Der Ausstoss von Sulfat und Asche in die hohe Atmosphäre  der nördlichen Halbkugel verdunkelte die Atmosphäre über Europa in einem derartigen Ausmass, dass der Effekt von zahlreichen historischen Augenzeugen bemerkt und in voneinander unabhängigen Archiven aufgezeichnet wurde. 

Diese Erkenntnisse bringen Licht in eine seit Langem geführte Debatte über die Ursachen einer der schwerwiegendsten Klimakrisen der jüngsten Menschheitsgeschichte: Ab März 536 wurde im Mittelmeerraum 18 Monate lang eine «rätselhafte Wolke» beobachtet. Sie war das Produkt einer grossen Eruption in den oberen Breiten der nördlichen Hemisphäre.

Der anfängliche kühlende Effekt wurde verstärkt, als nur vier Jahre später in den Tropen ein zweiter Vulkan ausbrach. In der Zeit danach wurden auf der gesamten nördlichen Halbkugel aussergewöhnlich kalte Sommer beobachtet. Der Temperaturschock hielt mehrere Jahre an und zog Ernteausfälle und Hungersnöte nach sich, was wahrscheinlich zum Ausbruch der Justinianischen Pest beitrug, die sich von 541 bis 543 n. Chr. über das ganze Byzantinische Reich ausbreitete und letztendlich die menschliche Bevölkerung in Eurasien dezimierte.

Resultate dank interdisziplinärer Arbeit

24 Wissenschafter von 18 Universitäten und Forschungsinstituten in den USA, Grossbritannien, der Schweiz, Deutschland, Dänemark und Schweden leisteten Beiträge zu dieser Arbeit – darunter Fachleute aus den Bereichen Solar-, Weltraum-, Klima- und Geowissenschaften sowie Historiker. «Das Zusammenführen unabhängiger Informationen aus Aufzeichnungen über Eisbohrkerne, Baumring-Chronologien und historischen Dokumenten ist der Schlüssel für die Einschätzung möglicher Beziehungen zwischen Klimaschwankungen und Menschheitsgeschichte», sagt Ulf Büntgen, Gruppenleiter Dendroökologie bei der WSL. Dieser Abgleich von Eisbohrkernaufzeichnungen mit anderen Aufzeichnungen über frühere Umweltveränderungen wird dazu beitragen, die Rolle zu verstehen, die grosse Klimastörungen bei Aufstieg und Fall von Zivilisationen in der gesamten Menschheitsgeschichte gespielt haben könnten. «Mit neuen hochaufgelösten Aufzeichnungen von Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis wird es möglich sein, die Rekonstruktion globaler Vulkanaktivitäten und ihrer Klimaauswirkungen bis zurück in die letzte Eiszeit auszuweiten», ergänzt Michael Sigl, früher beim DRI und heute beim Paul Scherrer Institut.

Link zur Originalpublikation: http://dx.doi.org/10.1038/nature14565

Weitere Informationen:

http://www.wsl.ch/medien/news/volcanic_eruptions/index_DE

Martin Heggli | WSL-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Grundlagen für die Verbesserung von Klima-und Vegetationsmodellen
08.08.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Kohlenstoff-Transporte ins Erdinnere: Bayreuther Forscher entdecken hochstabile Carbonat-Strukturen
01.08.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie