Naturgewalt Starkstromfackeln überm Feuerberg

Vulkane katapultieren nicht nur Lava und Asche in die Luft, sondern auch Blitze. Ein Auslöser der Starkstromfackeln mitten im Hitzeinferno: ausgerechnet Eis.

Aus Wien berichtet


Wenig Zeit? Am Textende gibt's eine Zusammenfassung.


Vulkanexplosionen kann man nicht nur von Weitem sehen, sondern gelegentlich sogar spüren: Die Luft knistert, Haare stellen sich auf - wie bei einem Gewitter.

Dass durch die Aschewolken Blitze zucken, hatten bereits die entsetzten Zeugen des Vesuv-Ausbruchs berichtet, der 79 nach Christus Pompeji und Herculaneum zerstörte : "Bedrohliche dunkle Wolken, zerrissen von Blitzen" sahen sie auf die beiden Städte zurasen, so steht es in Überlieferungen.

Messungen am japanischen Vulkan Sakurajima zeigen nun, wie die Vulkangewitter entstehen. Blitze bei Ausbrüchen sind demnach weitaus häufiger als angenommen - Aschewolken verdecken aber die meisten.

Forscher um Harald Edens von der New Mexico Tech University in den USA haben den Sakurajima überwacht wie einen Intensivpatienten, sodass sie selbst versteckte Blitze entdeckten. Der Sakurajima eignet sich gut für ihre Untersuchungen, weil er häufig ausbricht.

Fotostrecke

7  Bilder
Blitzendes Vulkaninferno: Starkstrom überm Feuerberg

Die Wissenschaftler aus acht Instituten aus den USA, Japan, Kanada und Deutschland hatten das Umland des gut tausend Meter hohen Vulkans im Süden Japans mit Messgeräten verkabelt.

Sie maßen: das elektrische Feld, unhörbaren Schall, Infrarotwellen, Erdbeben - und sie machten Filme von den Ausbrüchen, die sie extrem verlangsamt abspielen konnten. Zuvor hatten sie ähnliche Studien an den Vulkanen Augustine und Redoubt in den USA, am Calbuco in Chile und am Eyjafjallajökull in Island durchgeführt.

Ihre Ergebnisse, die sie auf der Jahrestagung der European Geosciences Union (EGU) in Wien vorstellten, zeigt: Asche und Eis scheinen das Rezept für Vulkangewitter zu sein.

Hunderte Millionen Volt

Drei Phasen erkannten die Forscher: Eine Eruption beginnt meist mit kleinen Blitzen nahe dem Krater, gefolgt von größeren. Später zucken die Starkstromfackeln auch in höher gestiegene Aschewolken.

Gerade in dem Moment, in dem Asche mit Wucht in die Luft geschleudert wird, blitze es oft. Die winzigen Gesteinspartikel schießen dann mit hundert Meter pro Sekunde aneinander vorbei - und laden sich dabei anscheinend elektrostatisch auf: Sie reiben aneinander, wobei sich die positiven von den negativen Ladungen trennen.

Schwere Partikel werden aufgrund ihrer Masse nicht so hoch katapultiert wie leichte Ascheteilchen, die schließlich positive Ladung tragen.

Schweben vor allem Teilchen mit positiven Ladungen in der Höhe, während in flacheren Gefilden negative geladen sind, entsteht Spannung von Hunderten Millionen Volt. Ab einem gewissen Punkt wird die elektrische Spannung zu groß. Dann löst sie sich mit einem Schlag - es blitzt. Gesteinsasche scheint also ein Auslöser des Starkstroms zu sein.

Fotostrecke

9  Bilder
Vulkane: Wenn die Erde explodiert

Manche Blitze aber gaben dennoch Rätsel auf: Sie zuckten, obwohl in der Höhe kaum Asche schwebte. Wie kam es dann zur Entladung? An solchen Orten entdeckten die Forscher in der Höhe Teilchen, die auch für Blitze in normalen Gewittern verantwortlich sind: Eiskristalle.

In Gewitterwolken laden sich Eiskristalle mit unterschiedlicher Ladung auf, weil Hagelkörner sich an Eiskristallen reiben, wobei sich positive von negativen Ladungen trennen.

Ähnliches kann nach Ansicht der Forscher auch bei Vulkanausbrüchen passieren. Die Eruptionen erzeugten stürmische Aufwinde, in denen sich Eispartikel über der Aschewolke aufladen könnten.

Im tausend Grad heißen Inferno eines Vulkanausbruchs sorgen also ausgerechnet auch Eisstückchen für den großen Starkstromknall.


Zusammengefasst: Bei Vulkanausbrüchen treten Blitze häufiger auf als vermutet. Forscher haben nun entdeckt, dass die Blitze wegen aufgeladener Gesteins- und Aschepartikel entstehen. Wird die elektrische Spannung zu groß, blitzt es. Die Spannung kann sich aber auch an Eiskristallen entladen.

Dem Autor auf Twitter:

Anzeige


© SPIEGEL ONLINE 2016
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.