Was die Erwärmung der Ozeane mit Vulkanismus zu tun hat

Doch seit wann werden die Wassertemperaturen der Ozeane verfolgt? Genauere Messungen über Satelliten gibt es erst seit 40 Jahren. Ein kurzer Beobachtungszeitraum. Demnach ist die Panik nicht angemessen. In früheren Klimazyklen könnten die Meere auch wärmer gewesen sein. Was wissen wir darüber? Wenig.

Nachgewiesen hat man jedoch, dass es auch in den vergangenen tausenden Jahren Warm- und Kaltperioden gegeben hat, die nicht nur die Kontinente betroffen hat, sondern auch die Ozeane. Menschen waren nur spärlich vorhanden. Damit kann das immer bemühte anthropogene CO₂ weder für die eine noch die andere Klimaperiode verantwortlich gemacht werden.

Gegenwärtig wird beobachtet, dass sich die Ozeane über ungewöhnlich kurze Zeit stark erwärmten. Über Ursachen kann man nur spekulieren. Ist es die Luftverschmutzung, sind es Abgasemissionen von Schiffen und Industrie, oder Wüstenstaub? Auch Wasserdampf und Wolkenbildung sind zu nennen.

Aber könnte die Erwärmung auch andere Ursachen haben? Haben Tsunamis Einfluss auf die Wassererwärmung? Tätigkeit der Vulkane? Vulkanaktivität wurde in den Klimamodellen des IPCC nicht oder kaum berücksichtigt.

Allein im 21. Jahrhundert wurden elf große Vulkaneruptionen registriert. Der Vulkanausbruch des Hunga-Tonga hat mehrere Rekorde gebrochen, was die Menge an Asche und freigesetzter Energie betrifft. Weitere bedeutende Vulkaneruptionen wurden vom Ätna, Kilauea, Cumbre Vieja, Nyiragongo, Sinabung, Agung, Cotopaxi, Bardarbunga, Puyehue, Ruapehu genannt (siehe Wikipedia).

Wenig bekannt ist auch die Menge und Wirkung der unter den Ozeanen stattfindenden vulkanischen Aktivitäten.

Der Mittelatlantische Rücken – aus Lava bestehend – ist ein System aus Tälern und Bergen, reicht von der Arktis bis in den Südatlantik und in den Pazifik. Es ist ein tausende Kilometer langer Riss in der Erdkruste, aus dem neben Lava auch Thermalwasser und Gase ausströmen. Diese Eruptionen können Gebirge bis an die Meeresoberfläche aufbauen. Sie bilden damit Inseln. Dazu gehören Inseln wie Island, das zum Mittatlantische Rücken zählt, oder Hawaii, die Azoren, Sankt Helena und viele andere. Solche Vulkan-Aktivitäten - dem Menschen meist unsichtbar - gibt es entlang dieses 40.000 Kilometer messenden Gebirgszugs unter dem Meer. Man kann sich vorstellen, dass diese Unterseeeruptionen und anschließenden postvulkanischen Prozesse wie Thermalquellen und heißen Gase durchaus auch auf die Wassertemperatur und unser Klima Einfluss haben.

In diesem Zusammenhang sind die Beobachtungen am Helheimgletsjer in Südost-Grönland zu nennen. An diesem Gletscher nahm die maximale Fließgeschwindigkeit im Jahr 2000 und 2005 von 8 auf 11 Kilometer pro Jahr zu. Gleichzeitig wurde er zwischen 2001 und 2003 um etwa 40 Meter dünner, Gründe dafür könnten höhere Luft- und Wassertemperaturen sein. Warmes Wasser umgibt den gesamten Gletscher in seiner Tiefe von 600 Metern. Das ist ungewöhnlich, da normalerweise Temperaturunterschiede in verschiedenen Wassertiefen vorherrschen. Könnten diese Wassertemperaturen mit Vulkanismus erklärt werden?

Der Allgemeinheit wenig bekannt sind die zu den vulkanischen Aktivitäten zählenden sogenannten "Raucher". Das sind hydrothermale Quellen und Gasaustritte am Grund der Tiefsee. Sie enthalten gelöste Elemente, die im wesentlich kühleren Tiefseewasser als Mineralpartikel ausfallen.

Unterschieden werden Schwarze und Weiße Raucher. Untersuchungen haben ergeben, dass Schwarze Raucher beträchtliche sulfidische Ablagerungen mit bis zu 60 Metern Höhe bilden. Sie enthalten Kupfer- und Zinksulfide aber auch Gold und andere Elemente. Das sind für die Wirtschaft interessante Mineral-Lagerstätten. Das Begehren von Bergbaukonzernen ließ nicht lange auf sich warten. Eine Reihe von Staaten und Konzerne sicherten sich Genehmigungen, diese Lagerstätten auszubeuten. Bergbaukonzerne entwickeln Methoden diese Erze zu gewinnen. Allen voran will die kanadische Gesellschaft Nautilus Minerals im Pazifik Tiefseebergbau betreiben. Natürlich hätte ein Tiefseebergbau beträchtlichen Einfluss auf das lokale Ökosystem. Das Ausmaß des Schadens ist umstritten.

Eine größere Gefahr für das Ökosystem ist die geplante Ausbeute der im späten 19. Jahrhundert entdeckten, am Meeresboden lagernden, weit verbreiteten Manganknollen.  Das sind erbsen- bis kopfgroße polymetallische Konkretionen, die neben dem Hauptbestandteil Mangan auch Kupfer, Kobalt und Nickel enthalten. Die wissenschaftliche Untersuchung der aus konzentrischen Lagen aufgebauten Knollen lassen vermuten, dass deren Entwicklung mit Klimazyklen zusammenhängt. Nach Wikipedia gilt es "als wahrscheinlich, dass die Milanković-Zyklen das Paläoklima über viele Millionen Jahre beeinflusst haben. Die klimatisch bedingten Veränderungen des Stroms arktischen Bodenwassers, der für das Wachstum der Manganknollen essentiell ist, etwa dessen Sauerstoffgehalt, seine Strömungsgeschwindigkeit, oder der Partikelgehalt, lassen sich in den Wachstumsmustern und den Metallgehalten der verschiedenen Schichten der pazifischen Manganknollen nachweisen."

Das lässt Rückschlüsse auf prähistorische Klimaereignisse und damit auf die wechselnde Temperatur der Ozeane zu.

Im Pazifischen Ozean scheinen Milliarden Tonnen sulfidischer Erze zu lagern. Noch ist deren Abbau unrentabel. Das könnte sich aber ändern, wenn die Nachfrage nach strategischen Metallen, wie Kupfer, Kobalt und Nickel, für den Bau erneuerbarer Energiesysteme, Akkumulatoren, E-Autos, etc. von den Bergbaugesellschaften durch die an Land vorkommenden Lagerstätten nicht mehr gedeckt werden kann. Der Verbrauch an Ressourcen für die geplante Energiewende ist ein Vielfaches der für die herkömmliche Stromerzeugung mit fossilen Energieträgern oder für Atomenergie aufgewendeten. Dazu kommt auch der Wunsch unabhängig von dem, fast alle Metalle kontrollierenden China zu werden. Noch ist es nicht ökonomisch, diese abzubauen.

Die ökologischen Schäden wären um ein Vielfaches größer als der Bergbau der schwarzen Bläser, da diese Knollen am Tiefseeboden nicht in mächtigen Lagen, sondern teppichartig ausgebreitet sind. Versuche, diese Ressourcen zu gewinnen und zu raffinieren, wurden kürzlich gemeldet.

Aus ökologischer Sicht wären damit weite Flächen und auch alle möglichen, in dieser Zone lebenden Lebewesen durch den Bergbau betroffen.

Aber Vulkaneruptionen können auch dazu führen, dass es zu einem drastischen Temperaturabfall der Atmosphäre kommt. So geschehen vor etwa 1200 Jahren, wo ein ungewöhnlich kalter Winter Eisbedeckung im Schwarzen Meer und Eisberge am Bosporus entstehen ließ. Das zeigt eine internationale Studie der Universität Bern mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Ursache dafür waren Vulkanausbrüche auf Island, die ungeheure Mengen an Schwefeldioxid bis in Stratosphäre, also in eine Höhe von 15 bis 50 Kilometern, schleuderten.

"Generell zeigt die Studie aber auch: In bisherigen Schätzungen zur Rekonstruktion des Klimas wird der bedeutende Beitrag anhaltender vulkanischer Sulfatemissionen zur vorindustriellen atmosphärischen Aerosolbelastung kaum berücksichtigt. Deshalb ist weitere Forschung wichtig, um die Klimarückkopplungen der Vulkanausbrüche in Vergangenheit und Gegenwart besser zu verstehen" (Luis Tamberg, Ö1-Wissenschaft).

Diese historisch und wissenschaftlich untermauerte Ereignis einer Kaltperiode zeigt, dass das Klima nicht nur vom Gehalt von CO2 in der Atmosphäre bestimmt wird, sondern anderen natürlichen Faktoren. In dieser Hinsicht ist das in Kyoto und Paris verabschiedete Programm, das sich auf eine Reduzierung des anthropogenen CO₂-Eintrags in die Atmosphäre konzentriert, zumindest hinterfragungswürdig.

In Summe:

• Die Ozeane erwärmen sich unerklärlicherweise übermäßig.
• Bekannt sind untermeerischer Vulkanismus und damit verbundene hydrothermale Quellen. Der Einfluss auf die Temperatur der Ozeane ist unbekannt.
• Vulkanismus kann zur Abkühlung der Atmosphäre führen, kann er auch zur Erwärmung führen?
• Eindeutige Erklärungen zu den Beobachtungen gibt es nicht.
• Um die Energiewende zu ermöglichen, müssen mehr Rohstoffe gewonnen werden
• Die Ausbeutung der am Meeresboden lagernden Bodenschätze wird evaluiert.
• Ökologische Schäden durch den Bergbau sind unvermeidlich.

Dr. Gerhard Kirchner ist Bergingenieur und liebt die Umwelt.