LuftverkehrForscher rüsten sich für die nächste Aschewolke

Als der Vulkan am Eyjafjalla-Gletscher Asche spuckte, konnten Wissenschaftler das Risiko für den Flugverkehr kaum einschätzen. Nun ist die Technik weiter. von Ralf Nestler

Ausbruch des Eyjafjallajökull im Frühjahr 2010

Ausbruch des Eyjafjallajökull im Frühjahr 2010  |  © Jon Gustafsson/Reuters

Mehrere Tage schon grummelte es im Untergrund, dann brach das heiße Magma zur Oberfläche durch, die Eruption begann. Der Berg spuckte Lava und stieß eine mächtige Aschewolke in den Himmel . Der Wind blies die kleinen Partikel in Richtung Europa , wo sicherheitshalber der Luftraum großflächig gesperrt wurde. Es wurde befürchtet, die Asche könnte die Strahltriebwerke der Flugzeuge beschädigen und schlimmstenfalls zum Absturz der Maschinen führen.

Der Ausbruch des isländischen Vulkans am Eyjafjalla-Gletscher im Frühjahr 2010 hat deutlich gemacht: Vulkaneruptionen sind nicht nur eine Gefahr für Bewohner in unmittelbarer Nähe, sie können entwickelte Gesellschaften auch aus großer Entfernung empfindlich treffen. Mehr als 100.000 Flüge wurden damals gestrichen, der wirtschaftliche Schaden wird auf rund vier Milliarden Euro geschätzt.

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Durchaus möglich, dass sich ein solches Szenario wiederholt, wenn demnächst wieder ein Vulkan ausbricht. Denn jetzt, zwei Jahre später, sind zwar die meisten Wissenslücken gefunden, die zu den weiträumigen und teils unnötigen Sperrungen führten. Die Methoden, mit denen diese Lücken verkleinert werden sollen, stehen aber erst am Anfang, wie Wissenschaftler auf dem Euroscience Open Forum (Esof) in Dublin berichteten.

Ab wann sind auch unsichtbare Aschewolken gefährlich?

"Bei sichtbaren Aschewolken ist der Fall klar", sagte Andreas Petzold vom Forschungszentrum Jülich . "Da befinden sich so viele Partikel in der Luft, dass Flugzeuge nicht hineinfliegen dürfen."

Aber wo ist die Untergrenze, ab welcher Konzentration von Asche sind Flüge akzeptabel? Das wusste damals keiner oder zumindest wollte keiner die Verantwortung für mögliche Fehleinschätzungen übernehmen, und so blieb der Himmel tagelang leer.

Ausgehend von Tests mit sehr großen Mengen Wüstenstaub, die garantiert Schäden hervorrufen, und vielen Sicherheitszuschlägen haben sich die Experten nun auf ein eher willkürliches Limit von höchstens zwei Milligramm Asche pro Kubikmeter Luft geeinigt. "Dieser Wert ist nicht durch systematische Studien an Flugzeugtriebwerken gedeckt", sagte Petzold.

Gletscher-Vulkane

Der größte Gletscher-Vulkan Islands ist der Vatnajökull mit einer 8.100 Quadratkilometer großen vereisten Oberfläche. Ihm folgen der Langjökull und Hofsjökull, deren Eisdecke sich über eine Fläche von 953 Quadratkilometern erstreckt, dann der Mydralsjökull (595 Quadratkilometer) und schließlich Drangajökull sowie Eyjafjallajökull mit 199 und 107 Quadratkilometern.

Vulkan-Typen auf Island

Island bietet ein einzigartiges Forschungslabor für plattentektonische vulkanische Vorgänge. Anders als die Vulkaninseln Teneriffa oder Hawaii, besteht Island aus etwa 200 Feuerbergen. Darunter finden sich die unterschiedlichsten Vulkantypen.

Am häufigsten ist der sehr flache Schildvulkan. Sie haben einen sehr ausgedehnten Kegel. Der Grund ist die relativ dünnflüssige Lava, die weite Strecken zurücklegt und so große Gebiete bedecken kann. Bekanntestes Beispiel ist der Mauna Loa auf Hawaii.

Außerdem gibt es auf Island zahlreiche Spaltenvulkane oder Vulkanspalten, an denen bei einem Ausbruch entlang eines Grabens Magma ausgeworfen wird. Sie besitzen keinen zentralen röhrenförmigen Förderschlot.

Seltener sind auf Island Stratovulkane (abgeleitet von dem lateinischen Wort "stratum" für "Schicht") mit ihrer typischen Kegelform. Sie bestehen aus verschiedenen Schichten von Lava und Lockermassen, die steile Kegel aufbauen. Ihre Lava-Massen sind zähflüssig, bewegen sich sehr langsam und lagern sich nahe dem Kegel ab. Schichtvulkane haben ein großes Explosionspotenzial, wie der Vesuv, der Ätna oder der Mount St. Helens.

Erste Versuche gebe es aber schon, bei denen etwa Vulkanasche auf einzelnen Triebwerksschaufeln geschmolzen und zum Erstarren gebracht wird, so, wie es auch in realen Triebwerken geschieht, wo in der Brennkammer bis zu 1.500 Grad Celsius erreicht werden. "Dann wird mit Elektronenmikroskopen geschaut, ob die Schmelze in das Material der Schaufeln eindringt oder sich nur wie eine Glasur darüber legt, und welche Folgen das zum Beispiel für die Festigkeit der Schaufeln hat."

Es werde noch Jahre dauern, bis es konkrete und vor allem verlässliche Ergebnisse zu den Wirkungen geringer Aschemengen gibt, sagte Petzold. Womöglich kann dann jedoch der Grenzwert noch einmal verändert werden.

Ein zweiter Schwachpunkt war die Simulation , die angibt, in welche Richtung und in welcher Menge die Asche transportiert wird. Wie nahe diese Simulation der Wirklichkeit kommt, hängt entscheidend davon ab, zu wissen, wie viel Asche der Vulkan gerade ausspuckt. "Da gibt es große Unsicherheiten", sagte Freysteinn Sigmundsson vom Institut für Erdwissenschaften in Reykjavík und zeigte Bildsequenzen vom Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull . Mit unvorstellbarer Gewalt und ziemlich chaotisch schießt das Material aus dem Schlot. Messungen sind allenfalls aus der Ferne möglich und aufgrund des wirren Auswurfverhaltens unpräzise.

Sigmundsson hofft dennoch, die "Förderleistung" eines Vulkans künftig genauer angeben zu können. "Dazu müssen wir besser verstehen, was in dem Berg passiert", sagte der Geophysiker. Wie schnell wird die Magmakammer aus der Tiefe beliefert, welche chemischen und physikalischen Eigenschaften hat die Gesteinsschmelze? Welcher Druck und welche Temperatur herrschen im Inneren? Das sind die wichtigsten Fragen der Vulkanologen, denen sie seit Jahrzehnten nachgehen.

Leserkommentare
  1. Es gab schon Flugzeugunglücke, bei denen Aschewolken die Triebwerke ausfallen liessen

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    Wen die bekanntesten Fälle interessieren:

    http://de.wikipedia.org/w...

    http://de.wikipedia.org/w...

    Gruß,
    Tezctlipoca

  2. Wen die bekanntesten Fälle interessieren:

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