Wie gefährlich sind Vulkangase?

Was macht das Vulkangas Schwefeldioxid SO2 so gefährlich?

Bei jedem Vulkanausbruch werden große Mengen an Vulkangasen ausgestoßen. Es ist besonders das Schwefeldioxid SO2 das für 
Mensch und Tier auch in weiten Entfernungen von der Eruptions- Stelle noch gefährlich werden kann. Auf der Karte (DLR) ist der Ausbreitungsweg vom Vulkan Bardarbunga auf Island zur Küste Norwegens und über das Nordmeer nach Osten zu erkennen. Dunkelrote Einfärbungen zeigen eine besonders hohe Konzentration.

Mit dem UV-Spektrometer Gome 2 auf dem Erdbeobachtungssatelliten MetopA und MetopB empfängt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen alle zwei Stunden die neuesten Messdaten der Schwefeldioxid-Wolke.


Schwefeldioxid, SO2, ist das Anhydrid der Schwefligen Säure H2SO3. Schwefeldioxid ist ein farbloses, schleimhautreizendes, stechend riechendes und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Es ist sehr gut (physikalisch) wasserlöslich und bildet mit Wasser in sehr geringem Maße Schweflige Säure (Quelle: Wikipedia).


Schwefeldioxid schädigt in hohen Konzentrationen Mensch, Tiere und Pflanzen. Die Oxidationsprodukte führen zu „saurem Regen“, der empfindliche Ökosysteme wie Wald und Seen gefährdet sowie Gebäude und Materialien angreift. Entschwefelungsanlagen und andere technischen Einrichtungen sollen die künstlich vom Menschen erzeugten Schwefeldioxidwerte reduzieren.

Eine Schwefeldioxidkonzentration, die über dem Normalwert liegt, kann beim Menschen zu Kopfschmerzen, Übelkeit und Benommenheit führen. In höheren Konzentrationen schädigt das Gas stark die Bronchien und Lungen.

Eine hohe Schwefeldioxidkonzentrationen über einen längeren Zeitraum aufgenommen, führt durch die Zerstörung des für die Blutbildung wichtigen B12-Vitamins zu Anämie (Blutarmut) und kann zum Tode führen.


Bisher war Island und Skandinavien noch nicht direkt betroffen. Die Windströme führten die Schwefeldioxidwolken noch nördlich um die bewohnten Gebiete herum. Aber eine Richtungsänderung des Windes kann schnell die Situation ändern. Die Messmethoden lassen zur Zeit nur die räumliche Ausbreitung per Satellit erkennen. Die Genauigkeit der Schwefeldioxid-Werte oder eine Vorhersage über den Strömungsverlauf ist noch beschränkt. Es sind grobe Schätzungen und Hochrechnungen aus den Werten der örtlichen Messeinrichtungen, die die Konzentration in entfernteren Regionen in etwa Abschätzen lassen.

Wie mehrere Institute übereinstimmend vermuten, werden aus den Vulkanschloten auf Island zur Zeit pro Sekunde 700 bis 1000 kg Schwefeldioxid ausgestoßen

Nicht nur die Vulkangase, sondern auch die Verformung wird interessant.

Fast 150 Erdbeben wurden gestern auf Island registriert. Über 45 Beben traten am Bardarbunga auf. Das stärkste Beben von ML5,3 am nördlichen Rand der Caldera um 14.22 Uhr. 

Hatte sich die Caldera in den letzten Tagen durchschnittlich pro Tag um 50 cm gesenkt, scheint nun eine Änderung einzutreten. Die IMO Grafik zeigt den Kurvenverlauf der letzten 3 Tage. Seit heute Morgen scheint die Absenkung gestoppt und eine leichte Aufblähung zu erfolgen (Danke an Peter Kockshold).

Was kann das bedeuten?

Der Magmaabfluss zur 20 km nördlich entfernten Eruptionsspalte versiegt – oder es steigt kräftig neue Magma aus dem Erdinnern in die Magmakammer nach.

Nach den Indizien der jüngsten starken Beben direkt beim Barbarbunga (aktuelle Werte in der rechten Seitenleiste anklicken) muss eigentlich unterstellt werden, dass jetzt die Zeit für den Bardarbunga selbst gekommen ist. Die flachen Bebentiefen bis 0,8 km Tiefe (gemessen wird ab Meereshöhe) werden oder haben schon bereits einen Durchbruch unter der bis zu 600 Meter dicken Gletscherschicht geschafft.

Die isländischen Wissenschaftler sind sich auch nicht im Klaren, ob die Eisschicht bereits von heißer Magma erreicht wurde. Es müssten größere Wasserabläufe aus der Caldera zu beobachten sein. Dies ist aber noch nicht der Fall. Auch wäre es möglich, dass sich unter dem Gletscher bereits ein See gebildet hat, der noch von den harten Eisschichten gefangen gehalten wird. Es wäre dann allerdings nur eine Frage der Zeit bis die Dämme brechen.

Auch dieser Vulkanausbruch auf Island steckt wieder voller Geheimnisse … und auch wenn ich mich wiederhole “Die Natur lässt sich nicht so einfach in ihre Karten schauen”.

Die Wissenschaft um die Vulkanologie ist erst am Anfang. Sie kennt bisher nur die Rahmen -Bedingungen – die genauen Spielregeln müssen noch entdeckt werden.

El Hierro Vulkan - ein grüner Fleck

NEWS:

Der gestern aufgetretene grüne Fleck im Bereich der submarinen Eldiscreto Eruption im Mar de Las Calmas bei La Restinga dürfte durch eine Planktonblüte verursacht worden sein. Wie bereits vor einer Woche Dr. Antonio González Ramos vom Bereich Ozeanographie der Universität von Las Palmas de Gran Canaria meldete, entwickelt sich seit Wochen an den Westküsten Afrikas ein starkes Anwachsen von Plankton. Durch die Meeresströmung wurde das Bakterium bis an die Südküste von El Hierro getrieben.

Auf der AVCAN Karte ist türkis/grün der Strömungsverlauf von Afrika Richtung Kanaren gut zu erkennen. Bereits seit Dezember 2012 ist die Vermehrung des Plankton/ Chlorophyll oder auch Haliplankton an den westafrikanischen Küsten mit Werten von bis zu 0,3 mg/m³  zu beobachten. In den letzten Tagen hat sich die Vermehrung weiter verschärft
.
Plankton kommt in fast allen Gewässern vor. Aber erst durch die Zufuhr von Dünger, also einem Nährstoffüberschuss, wird die Vermehrung oder Blüte explosionsartig ausgelöst. Dies führt letztendlich zum so genannten "Umkippen" des Gewässers.

Im Mar de Las Calmas bei Restinga treten nach wie vor aus dem Eldiscreto Krater Gase aus. Das wurde auch in der Vergangenheit durch Unterwasseraufnahmen des ROV beobachtet. Diese Vulkangase enthalten sehr viele Düngstoffe.

Es stellt sich natürlich die Frage warum gerade jetzt die starke Verfärbung - es dürfte ungefähr die Fläche von 1 km² Größe sein - auftritt. Ursächlich sind die aktuelle Meeresströmung, aber auch die angestiegenen Druckwerte unter dem Südteil von El Hierro.

Während die GPS Verformungswerte inselweit leicht zurück gehen, steigen sie im Süden um das Mar de Las Calmas weiter an. Nach den jüngsten GPS Messungen der japanischen Nagoya Universität (Grafik links) vom Messpunkt El Julan sind wir inzwischen bei knapp 12 cm angelangt. Vermehrter Druck in der Magmakammer fördert zunächst den vermehrten Austrieb von Gasen und damit die Überdüngung.

Es wäre vielleicht jetzt wieder einmal angebracht, mit dem ROV Unterwasserroboter den Eldiscreto etwas Näher in Augenschein zu nehmen. Allerdings dürfte im Moment die Sichtweite sehr eingeschränkt sein.

Die vergangene Nacht blieb ruhig. Auf der IGN Grafik sind die letzten Erdstöße bis ML1,6 von gestern punktiert. Im Süden gab es keine seismischen Aktivitäten. Allerdings sind es wie auf der Karte erkennbar nur wenige Kilometer unter dem Inselmassiv nach Süden. Aktivitäten im Golfo können durchaus Auswirkungen auch im Süden zeigen. Die Eldiscreto Eruption 2011 war das beste Beispiel.
Auf der Inseloberfläche gibt es außer dem Farbenschauspiel im Süden (morgen vielleicht mit Fotos) keinerlei Beeinträchtigung. Alles läuft seinen normalen Gang.

El Hierro Vulkan - neuer Gasaustritt ?

NEWS:
18.55 Uhr - es ist noch nicht geklärt woher die Meeresverfärbung kommt. Das IGN hat inzwischen seine Daten überarbeitet. Es gab seit 20.00 Uhr gestern Abend und 6.00 Uhr heute Morgen inzwischen 4 Beben von ML1.7 bis 2.1 in einer flachen Tiefe zwischen 2 und 3 km Tiefe in der Gemeinde La Frontera.

Gestern und heute Nacht hatten wir fünf neue Beben bis ML2,9 um die Westspitze. Die meisten Erdstöße lagen wieder in der bekannten Tiefe von 18 bis 21 km. Nur ein Beben gestern Abend um 20.11 Uhr (Pfeil) von ML1,7 - von der IGN inzwischen nochmals überprüft und von ML1,6 auf 1,7 korrigiert - erfolgte in nur 1 km Tiefe. Das Zentrum (links) lag ca. 3 km vor der Küste unterhalb des Lomo Negro II. Zufällig führte am gestrigen Nachmittag unser Weg, zusammen mit meinem GEO Begleiter, an dieser Stelle vorbei.

Uns fiel bereits gegen 14.00 Uhr eine auffällige Meeresverfärbung auf. Verfärbungen gibt es immer wieder, aber diese war doch ungewöhnlich. Ein "Grünton" den ich so nur von der Eldiscreto Eruption kenne. Mein Begleiter - der Journalist Claus Peter Lieckfeld - machte mich sofort auf diese Besonderheit aufmerksam. Mit dem Fernglas beobachteten wir diesen grünen Teppich der sich über ca. 100 m erstreckte. Auf den Fotos kommt die grüne Färbung nicht richtig zur Geltung. In Natura war er wesentlich kräftiger.

Ich tat es zunächst als natürliche Meeresverfärbung ab die durch Algen oder andere Lebensformen hervorgerufen werden können (zum Vergrößern Bild anklicken). Erst einige Stunden später durch den Erdstoß um 20.11 Uhr wurde mir schlagartig klar, daß hier ein Zusammenhang bestehen muß. Das Beben in 1 km Tiefe erfolgte exakt in dieser Stelle , nur etwas weiter vor der Küste.

Es sind unsere Beobachtungen die noch nicht wissenschaftlich bewertet wurden. Durchaus könnte es sein, daß hier bereits Gase aus dem Meeresboden entweichen, die die Färbung verursachen.

Durch meinen Rückflug am gestrigen Abend nach La Palma hatte auch noch keine Zeit mich mit IGN bzw. der Atlantic Explorer in Verbindung zu setzen.

Ich stelle es einfach mal zur Diskussion und denke, daß wir im Laufe des Tages Näheres dazu erfahren werden.

El Hierro Vulkan - aufsteigende Schwefelgase

Ein neues Hubschrauber Video des Krisenstabes vom gestrigen Tag zeigt die Aktivitäten der sprudelnden Eruptionsstellen vor Restinga im Süden. Über die letzte Nacht bis zum heutigen Vormittag hat sich daran nicht viel verändert.

Vermehrt wir seit Sonntag über starken Gasgeruch, der nach Schwefel oder nach faulen Eiern rieche von den Augenzeugen vor Ort berichtet.
Die INVOLCAN die die Gasemissionen misst, bestätigte gestern auch eine 3,5 x höhere Kohlendioxid (CO²) Konzentration als an normalen Tagen. Der höchste auf El Hierro je gemessene Kohlendioxid Wert. Festgestellt wurde eine Kohlendioxid Emission von 1218 Tonnen am Tag. Normal liegt die Ausdünstung bei 345 t/Tag.
Diese hohe Gaskonzentration wurde bei vielen anderen Vulkanen ebenfalls schon festgestellt und gilt als Kennzeichen oder als Vorläufer für einen bevorstehenden Vulkanausbruch. Erst steigen die Gase und gefolgt dann von der Lava.
Vulkangase setzen sich aus einem Gemisch unterschiedlicher Gassorten zusammen. Nur einige davon können wir mit unserer Nase wahrnehmen. Dazu verweise ich auf meine früheren Artikel.
Besonders gefährlich ist das geruchlose Gas "Kohlendioxid" das gemessen wurde. Um was für ein Gas handelt sich hier:

Kohlendioxid oder Kohlenstoffdioxid (CO²) in verdünnter Form mit Luft ist völlig ungiftig. Zu hohe Gehalte in der Atemluft sind jedoch gefährlich. Ab einer Konzentration von 6% besteht die Gefahr der Bewusstlosigkeit, noch höhere Konzentrationen wirken tödlich. Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Das Gas ist schwerer als Luft. Kohlenstoffdioxid ist gut wasserlöslich, es löst sich unter Bildung von Kohlensäure. Allen bekannt als aussprudelndes Gas im Mineralwasser.
Das Kohlendioxid kriecht und füllt zunächst Mulden und tiefer liegende Stellen wie Keller oder Schächte aus. Durch Luftverwirbelungen kommt es jedoch auch in höhere Regionen.

Der Tremor (aufsteigendes Magma) ist unverändert stark und zeigt keine Abschwächung. Auch die Beben im Golfo halten an. Der kräftigste Erdstoß heute erfolgte um 6.19 Uhr in 21 km Tiefe. Leichtere Beben werden nun auch verstärkt in 14 - 15 km Tiefe gemessen.

Foto: NHArq/Flickr

Mehrere detaillierte Fotos der aufgefundenen Lavabrocken finden Sie hier bei Flickr

El Hierro - Vulkanausbruch ja oder nein ?

Die Erdbebensituation auf El Hierro hat sich nicht groß verändert. Nach 143 leichten Erdstößen am Sonntag, gab es heute am frühen Morgen um 2.34 Uhr und 4.19 Uhr vier Beben mit mehr als 3,0 auf der Richterskala. Es ist schon auffällig, daß sich in den letzten Tagen die etwas kräftigeren Beben immer in der Nacht ereignen. Vielleicht eine böse Laune der Natur, den schlafenden Herrenos zu zeigen, daß sie auf einem nun nicht mehr schlafenden Vulkan schlafen ?

Heute möchte ich mich noch mit dem dritten Teil der Vulkanbeobachtung beschäftigen:

Vulkangase - eine Möglichkeit der Vorhersage ?

Die Menge und die Zusammensetzung der austretenden Gase ist ein weiterer Indikator für einen bevorstehenden Vulkanausbruch. Auch bereits seit langer Zeit erloschene Vulkane setzen Gase frei. Schweflige Gase und Rauch sind normalerweise die ersten Merkmale, die Menschen wahrnehmen, wenn sie einen aktiven oder einen erst in jüngerer Zeit erloschenen Vulkan besuchen.

Auch unser 1971 erloschener Vulkan Teneguia auf La Palma strömt auch heute noch, für jede Nase wahrnehmbar, schwefelhaltige Gase aus. Auf den Kanarischen Inseln verdampfen so Tag für Tag mehrere Tonnen Gase in die Atmosphäre.

Lavafeld bei Tacoron im Süden von El  Hierro

Was sind das nun für Gase: Neben Wasserdampf finden sie darin meist Gase wie Kohlendioxid, Helium, Stickstoff, Methan oder Schwefelverbindungen. Doch auf einen Bestandteil achten die Vulkanologen besonders: Schwefeldioxid. Dieses Gas könnte den Ernstfall ankündigen. Denn in der Vergangenheit wurden häufig stark erhöhte Schwefeldioxid-Werte einige Zeit vor Vulkanausbrüchen beobachtet.  Wichtig sind signifikante Änderungen in der Gaszusammensetzung.
Nach Wikipedia ist Schwefeldioxid, SO₂, das Anhydrid der Schwefligen Säure H₂SO₃. Schwefeldioxid ist ein farbloses, schleimhautreizendes, stechend riechendes und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Es ist sehr gut (physikalisch) wasserlöslich und bildet mit Wasser in sehr geringem Maße schweflige Säure.

so genannte Stricklava auf El Hierro (wahrscheinlich vom Ausbruch 1738)

Um die Gaszusammensetzung festzustellen, werden unterschiedliche Methoden eingesetzt. Die direkte Entnahme von Gasproben ist die genauste Möglichkeit. Die flüchtigen Stoffe werden in, mit Analyselösung gefüllte Glaskolben geleitet, gesammelt und später im Labor untersucht. Leider liefert diese Methode nur eine Momentaufnahme.

Gasmessung

Am besten sind kontinuierliche Messungen der Gaszusammensetzung vor Ort. Sie ist technisch sehr viel aufwändiger liefert jedoch vollautomatische Ergebnisse lückenlos und in Echtzeit.
Aus der Ferne erfolgt die Messung vulkanischer Gase mit einem Gasspektrometer, dem so genannten GOSPEC. Auch ist heute bereits aus dem Weltall über Satellitenbeobachtung eine Gasbestimmung möglich. Zu diesem Thema empfehle ich auch einen Spiegel Artikel von 1986, wo durch Vulkangase in Nordkamerun über Nacht fast 1800 Menschen erstickt sind, der Titel "Tödliches Geheimnis"

Alle bisher genannten Mess- und Beobachtungverfahren, wie Seismometer, GPS-Satellitenmessung der Bodenverformung, die Gaszusammensetzung und die Temperaturmessung sind für sich alleine nicht aussagekräftig genug um Vorhersagen über das Verhalten eines Vulkans zu treffen. Erst in ihrer Gesamtheit ergeben sich genügend Daten um relevante Aussagen machen zu können. Dennoch ist man wissenschaftlich noch weit von einer präzisen Vorhersage eines Vulkanausbruchs entfernt.

Zur Situation auf El Hierro kann anhand der oberen blauen Balken keine große Erhöhung der CO² (Kohlendioxid) Werte festgestellt werden. Leider gibt die Grafik über SO² (Schwefeldioxid) keine Auskunft. Ich werde mir diese Daten aber noch besorgen. Die roten Balken darunter zeigen eine leichte Zunahme der Boden-Temperatur in den letzten 30 Tagen an. Diese Werte allein sind nicht Besorgnis erregend.