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.

Keine Vulkanaktivität - noch Sommerpause?

Die Vulkanaktivität ruht und es kommt Segen von Oben?

Während unter El Hierro der Eldiscreto in den letzten Tagen keine neuen vulkanischen Aktivitäten zeigt, könnte der erste Regen dieses Sommer fallen. Auf der aktuellen Eumetsat Satellitenaufnahme (links) steuert ein breites Wolkenband direkt auf die Kanaren zu. Die Insel Madeira (Portugal) ca 500 km nördlich der Kanaren, liegt bereits unter den Wolken. Regen können wir dringend gebrauchen.


Auch wenn es durch den reichlich nächtlichen Tau in diesem Sommer nicht so Trocken war, ist Regen von der Natur und den Bewohnern erwünscht. Zum Glück gab es in diesem Jahr auch  keinen Calima (Saharawind mit viel Sand und hohen Temperaturen) und auch keine größeren Waldbrände.

Für Donnerstag und Freitag sagen die Wetterfrösche von Eltiempo (links) leichte Niederschläge auf den Westinseln voraus.

Dabei sollen es für El Hierro ca. 3,5 Liter/m² sein. Also kein ergiebiger Regen - es ist hier ja noch Sommer. Die erste Hälfte des Monat September hatten wir bis jetzt Tagestemperaturen von 28°C, die auch in der Nacht kaum tiefer als 22°C fielen. Die Wassertemperatur liegt bei 24°C. Ideale Bedingungen für einen Urlaub auf den Kanaren.

Überhaupt ist der Spätsommer September/Oktober für mich die ideale Zeit für längere Wanderungen. Kaum Touristen, ideale Temperaturen, die Kinder gehen wieder zur Schule und damit Zeit zur Inselerkundung.

Was gibt es in Neues in Island? 

Da ich parallel auch die Aktivitäten des Bardarbunga auf Island beobachte hier ein Foto von Freysteinn Sigmundsson gestern in der Abenddämmerung. Die Feuer spuckende Eruptionsspalte mit dem links oben dahin schlängelnden Lavastrom. Heftige Erdbeben bis ML5,4 in der vergangenen Nacht.

Sorgen bereitet der IMO der hohe Schwefeldioxidgehalt, der bei einer Windänderung auch bewohnte Gebiete erreichen kann. Am und um den ca. 15 km entfernt liegenden Gletscher, sind außer der bekannten Caldera-Absenkung sonst noch keine optischen Spuren für einen Lavaaustritt zu beobachten.

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Vulkan Krisenmanagement Island - El Hierro

Die Lage in Island spitzt sich weiter zu.

Wie verhält sich das Vulkan Krisenmanagement auf Island. Welche Informationen darf der Bürger erfahren? An einigen Beispielen möchte ich die Unterschiede zwischen Island und El Hierro aufzeigen.


Warnung: Die vorläufige Prognose zeigt eine hohe Konzentration von Schwefeldioxid (SO2) im nördlichen Teil von Island. Eine weitere Ausbreitung kann nicht ausgeschlossen werden (gültig bis 18.00 Uhr am Sonntagabend)

So der offizielle Warnhinweis der isländischen IMO. Zweimal am Tag wird morgens und am Abend ein Bulletin mit der aktuellen Entwicklung und weiteren Einschätzung heraus gegeben. Nur soviel zur Informationspolitik Island - El Hierro.
Die Spalteneruption dauert weiter an (Foto: IMO Arman Höskuldsson). Rund 40 Beben bis ML4,0 wurden in der vergangenen Nacht registriert. Die GPS Geräte zeichnen in den letzten Stunden ein Absinken des Eispanzers um - 20 cm. Innerhalb von 24 Stunden ist der Gletscher im Bereich der Caldera damit um über einen halben Meter abgesunken. Die Eismulde weist inzwischen eine Gesamttiefe von über 20 Meter auf.
200 Millionen Kubikmeter Lava sind nach IMO Einschätzung bereits ausgetreten und bedecken eine Fläche von 24,5 Quadrarkilometer.

Eine Schwefeldioxidwolke (SO2) driftet nach Nordosten. 4000 Mikrogramm pro m³ werden an der Ausbruchstelle gemessen. Es sind die höchsten Werte die jemals auf Island gemessen wurden. Noch treiben sie in unbewohnte Inselteile. Bei einem Windwechsel könnten aber auch die bewohnten Regionen betroffen werden.

Um die bisherige Entwicklung etwas besser zu verdeutlichen, links eine vorläufige Grafik der IMO. Die Beben begannen am 16. August um den Bardarbunga. Das Magma hat es vorgezogen unter dem Gletscher (weißes Feld) zunächst nach Nordosten zu wandern. Die Spalteneruption ereignete sich rund 20 km nördlich des Bardarbunga. Auf eine Länge von mehreren Kilometer Länge haben sich viele Eruptionspunkte geöffnet. In den letzten Tagen konzentrieren sich die Erdstöße wieder um die eigentliche Magmakammer unter dem Bardarbunga.

Welche weiteren Optionen sind in Island möglich?

Folgende Szenarien hält die Uni Island (Grafiken) und die IMO für denkbar. Die Caldera gibt weiter nach und der Gletscher bricht sichtbar ein. Die Magmakammer (rot) entleert sich Richtung Nordosten (Pfeil). Keine neue Magma aus tieferen Schichten füllt die Kammer auf. Der Kammerdruck baut sich langsam ab und die Eruption kommt langsam zum Stillstand. Das war der Istzustand.bis gestern.

Vieles deutet aber durch die jüngsten Beben darauf hin, dass auch folgender Fall eintreten kann. Der Magmaabfluss nach Nordosten kommt zum Erliegen. Die Magma steigt direkt zur Caldera auf. Große Eismengen werden geschmolzen. Es entsteht ein unterirdischer See. Die Kombination von 1200°C heißer Magma mit Wasser wird eine explosive Eruption auslösen. Nun wird genau der Vorgang ablaufen, den man sich nicht wünscht. Große Mengen Gestein und Gase gelangen in die Atmosphäre. Eine Aschewolke könnte den Flugverkehr je nach Windrichtung zum Erliegen bringen. Dinge - die wir im Jahre 2010 alle erst erlebt haben. Das plötzliche Schmelzwasser wird weite Täler überfluten und Zerstörung anrichten. Das ist für die Inselbewohner die größte Gefahr.

Beobachter vor Ort erwarten in den nächsten Tagen genau dieses Szenario. Nach ihrer Meinung kommt es zu einem Caldera Kollaps. Auch die staatliche IMO bereitet sich darauf vor. Strom- und Kommunikationverbindungen könnten durch die Fluten unterbrochen werden. Liegen doch eine Reihe von Kraftwerken genau im Einzugsbereich.
Alle Bewohner wurden aufgerufen, Batterie betriebene Rundfunkgeräte bereit zu halten und sich auf diesen Fall einzustellen.

Krisenmanagement Island - El Hierro

Das sind die Möglichkeiten die in Kürze eintreten könnten. Alles wird in Island offen diskutiert und veröffentlicht. Jeder Bewohner und auch Tourist kennt so sein Risiko und kann für sich die notwendigen Maßnahmen ergreifen.
Ob Gaswerte, GPS-Daten und natürlich die Stärke und Lage der Erdbeben - alle Daten Live und meist auch durch die IMO kommentiert.
Kein Versteckspiel, um nur nicht die Touristen zu verscheuchen. 2011 auf El Hierro war das alles etwas anders.

Es stellt sich nun die Frage, welche Kommunikationsform mehr Vertrauen schafft?

Der kühle Isländer scheint hier dem Südländer einen Schritt voraus zu sein - so meine Meinung. Auch hat er natürlich mit Vulkanen und Eruptionen wesentlich mehr Erfahrungswerte.

Fazit:
Durch Beobachten und Zuschauen lernen und die positiven Aspekte sich Aneignen und in Zukunft bei Bedarf auch hier Umsetzen.

Explosive Vulkan Eruption in Neuginea

Plötzliche Vulkan Eruption des Tavurvur auf Video festgehalten.

Selten wurde bisher der Beginn einer explosiven Vulkan- Eruption mitverfolgt und auf Video aufgenommen. Es war sicher ein nicht geplanter und zufälliger Schnappschuss der Linda McNamara hier gelang. Sie war am 29. August 2014 mit ihrem Mann als Tourist auf einem Kreuzfahrtschiff vor der Insel unterwegs. Aus mehreren Kilometer Entfernung erlebten sie die plötzliche Eruption des Vulkan Tavurvur auf Papua Neuginea. Trotz der explosiven Eruption und der zeitverzögerten Druckwelle lies sie ihren Finger auf dem Auslöser.

Eine erneute Eruption des Tavurvur hatte sich bereits seit Wochen angekündigt. Die Ausbruchstelle liegt in einer alten Caldera. Auch wenn es kein submariner Vulkan ist, so liegt er doch in Meeresnähe. Es mag das einströmende und sofort verdampfte Wasser gewesen sein, das die Vulkan Eruption zu einem explosiven Ausbruch machte.
Wasser vergrößert sein Volumen beim Übergang zu Wasserdampf. Durch die 1000 bis 1300 C° heiße Gesteinsschmelze wird in Bruchteilen einer Sekunde aus 1 Liter Wasser rund 1673 Liter Wasserdampf. Diese plötzliche Volumenausdehnung sprengt Gestein auseinander und reist Lavabrocken weit in die Luft.
Bereits im Jahre 1994 hatte der Vulkan Tavurvur die Stadt Rabaul unter Asche begraben. Sie wurde an anderer Stelle neu aufgebaut.





Der Island Vulkan Bardarbunga spukt weiter Lava aus seiner Spalteneruption. Die Aschewolke reicht bis in 4000 Meter Höhe. Über 220.000 m³ Lava sind nach Einschätzung der IMO bereits ausgetreten. Von den Lavaströmen bedeckt wird inzwischen eine Fläche von 19 km².

Im Eruptionsgebiet wurden hohe Werte von Schwefel- und Kohlendioxid gemessen.
Die unter dem Eis liegende Caldera hat sich nach Beobachtungen abgesenkt. Eine erwartete Deflation nach dem Ausströmen großer Lavamengen.
An bestimmten Stellen im Gletschereis wurden Mulden von mehr als 12 Meter Tiefe gefunden.
Auch heute Morgen starke Beben bis ML5,5 aus 2,6 km Tiefe.

Unter El Hierro ist es dafür verhältnismäßig ruhig. Heute aber auch bereits 5 kleine Erdstöße bis ML1,3 um die 10 km Tiefe unter dem Inselmassiv.

Vulkan - Neue GPS Messwerte zur Bodenverformung

Vergleichswerte zur Bodenverformung El Hierro - La Palma - Island

Die Beben haben sich nicht weiter fortgesetzt. Es gab wohl in den letzten 24 Stunden einige kleine Erdstöße bis ML1,9 - diese sind aber unter El Hierro an der Tagesordnung. Zeit sich die aktuellen GPS Messdaten der Universität Nagoya (Grafiken) anzusehen. Links die vertikale Bodenverformung vom Messpunkt El Pinar im südlichen Inselteil von El Hierro. Seit Anbeginn der vulkanischen Aktivität im Jahre 2011 bläht sich mit jedem neuen Bebenschub die Inseloberfläche weiter in die Höhe. Seit März 2014 verharren die Werte auf hohem Niveau. Kein Rückgang und damit kein Entweichen oder Nachlassen des Innendruck ist zu verzeichnen. Es sind 23 cm vertikale Oberfächenverformung seit Ende 2011.

Ein Blick zur Nachbarstation Sabinosa im Golfotal zeigt ähnliche Werte (unterer Grafik UD). Die horizontale Verschiebung nach Norden (mittlere Grafik) bleibt auch konstant, während die Verschiebung auf der Achse Ost/West stark rückläufig ist (obere Grafik).

Es sind insgesamt GPS-Werte die auf kein schnelles Ende der Aktivtät hindeuten. Dies sind im Moment - neben der Gasemission - die einzigen Daten die einen Einblick in die geologischen Vorgänge unter der Insel ermöglichen. Schon beim nächsten größeren Magmanachschub aus dem Erdinnern kann die noch stabile Hülle Risse bekommen. Eine Eruption wäre die Folge.
Wann das allerdings sein wird, kann auch kein Wissenschaftler beantworten. Sicher ist nur, dass nach den heute zur Verfügung stehenden Messdaten, eine Eruption zu erwarten ist.
Es macht natürlich keinen Sinn darauf zu Warten, aber man sollte vorbereitet sein. Neue Beben in größerer Anzahl sind dann der letzte Wink für aufsteigende Magma.

Interessant als Vergleich sind die GPS Daten der nur 70 km entfernten Nachbarinsel La Palma (links). Es ist der gleichen Zeitraum.von Anfang 2012 bis heute. Kaum Veränderungen oder größere Ausschläge. Die vertikale Bodenverformung und auch die horizontale Verschiebung der Insel ist gleich Null. Das sind normale Werte wie sie auch auf den restlichen Kanaren zu beobachten sind. Das ist der Istzustand der sich auch auf La Palma schnell verändern kann. Der Hotspot ist kein regionales Ereignis. Er liegt auch unter dem südlichen Teil von La Palma. Zur Zeit hat er allerdings seine Fühler mehr Richtung El Hierro ausgestreckt. Die Haupt-Magmakammer die ihn speist, wird auf 60 x 60 km Größe geschätzt. Es sind alles Schätzwerte, verlässliche Daten gibt es nicht.

Wie schnell alles gehen kann, haben wir am Beispiel Bardarbunga auf Island gesehen. Innerhalb von 3 Wochen (Mitte August bis heute) hat sich die Inseloberfläche nur um 4,5 cm angehoben. Siehe die Grafik der Universität Iceland am Messpunkt GSIG in Nähe des Bardarbunga unten. Viele und auch starke Beben bis zur Eruption.

Keine jahrelange Vorwarnzeiten - es kann auch sehr schnell gehen.
Island ist natürlich kein El Hierro. Es liegt auch an der geologischen Beschaffenheit und Zusammensetzung der Erdkruste, wie schnell das Magma die Hülle durchschmelzen kann ... und hier scheinen wir auf den Kanaren ein ziemlich zähes Gestein zu haben.