Von Barbara Malik

KLIMAZEITREISE Wissenschaftler referiert zu Vulkanen und Kohlendioxid

Wie Gasbläschen im Magma bei einem Vulkanausbruch sprudelten die Fragen der Zuhörer während des Vortrags von Tobias Fischer zum Thema "Vulkane und Kohlendioxid: Ein ewiger Kreislauf". Der Deutsche, zur Zeit Associate Professor der Abteilung Erd- und Planetenwissenschaften der Universität Neu-Mexico (USA), steht für eine Professur an der Johannes Gutenberg-Universität im Gespräch. Im Rahmen der Vortragsreihe "Klimazeitreise" - unterstützt von der AZ - sprach er im Haus am Dom über den Zusammenhang zwischen Temperatur, Kontinentalbewegung, Vulkanismus und dem Kreislauf des Kohlendioxids (CO2) auf langen Zeitskalen.

Als die Erde entstand, gab es nur einen zusammenhängenden Urkontinent "Pangea", holt Fischer aus. Seither sind die Erdplatten ständig in Bewegung, verschieben sich horizontal und auch vertikal. Dabei wird CO2-haltige Biomasse "subduziert", also dringt tief in das Erdinnere ein. Fortlaufende Subduktion übt starken Druck auf den Erdmantel aus und bringt Teile des Mantels zum Schmelzen, beschreibt Fischer ein geologisches Phänomen. Mit dem Ziel eines Druckausgleichs drängt derart verflüssigtes Gestein (Lava) an die Erdoberfläche, es kommt zum Vulkanausbruch. Dabei wird durch Verwitterung in Kalkstein eingelagertes CO2 wieder frei. Alle Vulkane zusammen produzieren aber nur ein Prozent des CO2-Anteils der Luft, schiebt Fischer ein, für 99 Prozent ist der Mensch verantwortlich.

Anhand des Beispiels "Snowball earth" vermittelte Fischer einen Eindruck von der Fähigkeit der Erde zur Selbstregulierung: Zweimal sah die Erde im Verlauf ihrer Entwicklungsgeschichte wie ein Schneeball aus und war vermutlich komplett von Gletschern bedeckt, wie Gesteinsfunde ("dropstones") an der Küste Namibias (Südafrika) nahe legen. Schnee und Eis reflektierten Sonnenstrahlen und setzten einen sich selbst verstärkenden Kreislauf der Erdabkühlung in Gang. Die Erde war damals 60 Grad kälter als heute, weiß der Geologe.

Dass die Erde für die Menschen wieder lebensfähig wurde, hängt mit der Vulkantätigkeit durch Kontinentalplattenbewegungen zusammen. Zum einen brachte heißes Lava Gletscherteile zum Schmelzen. Zum anderen erhöhte die Existenz der Vulkane den CO2-Gehalt der Luft stetig, da das Kohlendioxid aufgrund der Eisschicht nicht verwittern konnte. Hierdurch stieg die Temperatur auf der Erde zeitversetzt wieder an. Kohlendioxid ist also gleichzeitig Fluch und Segen: "Ohne CO2 würden wir heute gar nicht existieren", so Fischer.

Die "Klimazeitreise" ist eine gemeinsame Veranstaltung der Partnerschaft Erdsystemforschung und des Forschungszentrums Erdsystemwissenschaften und findet im Rahmen des "Wissenschaftsjahrs 2009" gezielt in Mainz statt.