Eruptionszyklen: von Vulkanausbrüchen und Sonnenaktivität

Seit vielen Jahren versuchen Wissenschaftler herauszufinden, ob Vulkanausbrüche und Erdbeben in Zyklen stattfinden. Dabei stellt sich die Frage, ob sich solche Zyklen statistisch belegen lassen und was die treibende Kraft dahinter sein könnte. Diese Fragen werden kontrovers diskutiert und spalten die Fachwelt in 2 Lager. Viele Forscher dementieren die Existenz von Eruptionszyklen und Erdbebenzyklen, doch einige Befürworter versuchen diese Zyklen zu beweisen.

Ich selbst beobachte an meiner Berichterstattung im Newsblog, dass sich sowohl Erdbeben, als auch Vulkanausbrüche phasenweise häufen. Seit September 2017 beobachte ich eine weltweite Zunahme vulkanischer Aktivität, während es in den 2 Jahren zuvor relativ ruhig war. Dafür gab es zwischen 2014 und 2017 zahlreich starke Erdbeben, die meine Berichterstattung dominierten. Solche Verlagerungen der Berichtschwerpunkte beobachtete in den letzten 20 Jahren mehrmals. Doch dies ist noch kein Beweis für die Existenz von Zyklen, zumal meine Beobachtungen relativ kurz periodische Schwankungen implizieren. Statistisch gesehen sind solche kurz periodischen Schwankungen schwer zu erfassen und nicht geeignet Prozesse zu erklären, welche man in geologischen Zeitskalen erfassen müsste. Dies ist ein generelles Problem: da die Vulkanologie eine recht junge Wissenschaft ist, liegen nicht genug verlässliche Daten vor, um glaubhafte Statistiken in Bezug auf Eruptionszyklen zu erfassen. Nichtsdestotrotz wollen einige Forscher zyklische Phasen erhöhter vulkanischer Aktivität ausfindig gemacht haben und suchen nach den Kräften, welche diese Verursachen könnten.

Verminderte Sonnenaktivität als Auslöser verstärkter Eruptionstätigkeit

Als Kandidat, das Innere der Erde zu beeinflussen, kommt die Sonne infrage. Diese durchläuft einen 11 jährigen Aktivitätszyklus, welcher sich sichtbar in der Manifestation von Sonnenflecken widerspiegelt. Für 2018/2019 wird ein solares Minimum erwartet. Während dieser Zeit ist die Sonnenstrahlung minimal. Unterdessen bilden sich besonders viele koronale Löcher, die wir als dunkle Sonnenflecken sehen können. Zudem gibt es längere Perioden ungewöhnlich hoher, oder niedriger Sonnenaktivität. Während es logisch erscheint, dass ein solares Minima das Klima der Erdatmosphäre beeinflussen kann, ist es weniger augenfällig, wie es sich auf den Erdmantel auswirken soll. Forscher haben die Theorie aufgestellt, dass durch den Rückgang der Sonnenaktivität, die kosmischen Hintergrundstrahlung stärker auf das Erdinnere einwirkt. Diese Strahlung besteht überwiegend aus Neutronen, welche tief in die Erde eindringen können. Kollidieren diese mit Atomkernen, wird vergleichsweise viel Energie freigesetzt. Erst kürzlich ist es gelungen eine Quelle der kosmischen Hintergrundstrahlung aufzuspüren und tatsächlich eine Neutron-Atom-Kollision zu beobachten und die Energiefreisetzung zu ermitteln. Allerdings treffen Neutronen verdammt selten auf Atome und es ist völlig unklar, ob die freigesetzte Energie reicht, messbare Veränderungen im Erdinneren hervorzurufen. Grundlage dieser Theorie lieferte ein ungewöhnlich langes Sonnenminimum (Dalton-Minimum), welches eine kleine Eiszeit im späten 18. Jahrhundert ausgelöst haben soll. Diese kleine Eiszeit dauerte bis ins frühe 19. Jahrhundert. In dieser Periode ereigneten sich die katastrophalen Eruptionen von Laki und Tambora.

Änderungen im Gravitationsfeld durch besondere Planetenkonstellationen

Ein weiterer kosmischer Auslöser von Eruptionszyklen, könnten besondere Planeten-Konstellationen sein. Normalerweise liegt das gravitative Zentrum (Baryzentrum) des Sonnensystem in der Sonne. Als Mittelpunkt des Sonnensytems drehen sich die Planeten um unser Zentralgestirn. Allerdings haben die Massen der Planeten Einfluss auf die Lage des Baryzentrums. Besonders die Massenreichen Planeten Jupiter und Saturn zerren an dem Schwerpunkt des Systems. Befinden sich alle Planeten in einem Sektor, dann kann sich das Baryzentrum sogar um bis zu 2 Sonnendurchmesser außerhalb der Sonne verlagern. Diese Veränderung des gravitativen Zentrums des Systems wirkt sich auch auf die Planeten aus. Die Gezeitenkräfte auf der Erde, beeinflussen nicht nur Ebbe und Flut, sondern deformieren auch den gesamten Erdkörper. Änderungen in der Gravitation des Sonnensystems könnten die Reibungsverhältnisse im Erdinneren verändern und zusätzliche Energie in Form von Reibungshitze freisetzen. Zudem ist es denkbar, dass sich Stress und Strain in der Erdkruste ändern und somit auf bereits vorhandene Magmenkörpern einwirken. Tatsächlich lassen sich einige große Eruptionen der letzten Jahrzehnte mit einer Verlagerung des Baryzentrums außerhalb der Sonne korrelieren. Aber dies könnte natürlich Zufall sein.

Bufferung im Erdinneren

Qualitativ sind die Energieänderungen von gravitativen Kräften und Neutronen-Atomen-Kollisionen im Erdinneren nur sehr schwer zu erfassen. Während viele Forscher sagen, die Kräfte seien zu gering, um sich messbar auf das Erdinnere auszuwirken, gebe ich zu bedenken, dass laut Chaos-Theorie kleinste Änderungen in chaotischen Systemen große Auswirkungen haben können. Allerdings ist auch klar, dass das Erdinnere zwar dynamisch ist, dass Änderungen im System aber gebuffert werden und sich nur sehr langsam fortpflanzen. Wenn sich eine Energiezufuhr im Erdinneren nun auf die Bildung magmatischer Schmelze im oberen Erdmantel auswirken würde, dann würde es Äonen dauern, bis sich diese Änderungen bis zur Erdoberfläche fortpflanzen. Die treibenden Kräfte hinter Vulkanausbrüchen und Erdbeben sind mit der Konvektion plastischen Materials im Erdinneren korreliert. Dieses bewegt sich in Konvektionszellen, welche die Erdkrustenplatten wie auf einem Förderband verschieben. Allerdings sind diese Bewegungen langsam und spielen sich im Bereich weniger Zentimeter pro Jahr ab. Auch die Bildung neuer Schmelze ist ein recht langwieriger Prozess. So halte ich es für extrem unwahrscheinlich, dass sich extern verursachte Änderungen im System Erde tatsächlich fast zeitgleich an der Erdoberfläche auswirken. Wenn es eine Beeinflussung gib, dann müsste diese mit vielen Jahren Verzögerung eintreten. Kurzum, die aktuelle Häufung von Vulkanausbrüchen wird sehr wahrscheinlich nicht durch das aktuelle Sonnenminimum verursacht.

Alles nur Zufall?

Ist eine vermeintlich gesteigerte vulkanische Aktivität nun Zufall, oder existiert sie am Ende gar nicht? Eine Studie neueren Datums geht davon aus, dass wir Opfer unserer Wahrnehmung werden, wenn wir meinen, dass sich in den letzten Jahren Vulkanausbrüche und andere Naturkatastrophen häufen. Demnach gibt es einen Zusammenhang zwischen Populationszunahme, Digitalisierung und Informationsverbreitung: je mehr Menschen auf dem Planeten leben, desto mehr Ereignisse werden beobachtet. Dank der Digitalisierung verbreiten sich Nachrichten im globalen Dorf immer schneller. Dem möchte ich nicht widersprechen! Allerdings glaube ich nicht, dass dieser Effekt in den letzten 3 Jahren so groß geworden ist, dass er meine subjektive Wahrnehmung dermaßen beeinflusst. Ich stelle fest: derzeit gibt es eine Häufung von Vulkanausbrüchen. Ob diese Häufung zufällig auftritt, oder ein Indiz für Zyklen ist, vermag ich nicht zu sagen. Jenseits der hier diskutierten Möglichkeiten mag es noch andere Ursachen für Eruptionszyklen geben, denen die Forscher bisher nicht auf die Spur gekommen sind. Geologie, Vulkanologie und Seismologie sind vergleichsweise junge Wissenschaften und wir arbeiten mit Modellen die noch lange nicht in der Lage sind, sämtliche Phänomene der Erde zu erklären.

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