Vulkanischer Wirbel

Mittwoch, 25. März 2009, 19:05 • Rubrik Geologie.

Vulkanausbrüche und Wirbelstürme haben vielleicht mehr gemein als es zunächst scheint. Eine amerikanische Forschergruppe vermutet, dass sich auch die Eruptionswolken von Vulkanen typischerweise um sich selbst drehen. Diese Rotation könnte unter anderem erklären, warum am Rand der Eruptionssäule häufig Blitze und Windhosen auftreten.

Bild: Geostationary Meteorological Satellite

Die Entstehung dieser Begleitphänomene sei bislang ein Rätsel gewesen, erläutert Pinaki Chakraborty von der University of Illinois. “Wenn wir jedoch die Rotation berücksichtigen, können wir die Effekte von Vulkanausbrüchen besser vorhersagen.” Chakraborty und seine Kollegen Gustavo Gioia und Susan Kieffer stellen ihre Hypothese im Magazin “Nature” vor.

Den Anstoß zu der Arbeit gab ein Foto, das die förmlich in Blitze gehüllte Eruptionssäule des chilenischen Vulkans Chaitén zeigt. Bei der Suche nach früheren Schilderungen solcher Phänomene stießen die Forscher auf den Bericht eines Kapitäns der Royal Navy. Dieser hatte im Jahr 1811 einen Vulkanausbruch vor den Azoren beobachtet und neben zahlreichen Blitzen und Wasserhosen auch bemerkt, dass sich die aus dem Meer aufsteigende Eruptionssäule drehte “wie ein liegendes Rad”.

Eine solche Rotation konnten Chakraborty und Kollegen ebenfalls nachweisen, als sie Satellitenaufnahmen vom Ausbruch des Vulkans Pinatubo im Jahr 1991 analysierten. Die mehrere Hundert Kilometer große Eruptionswolke drehte sich demnach um bis zu 30 Grad pro Stunde. Zudem nahm der anfänglich kreisrunde Wolkenschirm im Laufe weniger Stunden eine ausgebuchtete, gelappte Form an.

Nach Ansicht der Forscher wird die Rotation angestoßen, indem die heiße Wolke eine windige Luftschicht durchstößt. Die walzenförmigen Luftwirbel über und unter dieser Schicht werden durch das aufsteigende Material zu zwei Säulen verbogen, die sich nach Art eines Hoch- und eines Tiefdruckgebiets drehen. Letztere wird durch die Erdrotation so weit verstärkt, dass sie schließlich die gesamte Eruptionswolke in Drehung versetzt.

Je nach den Begleitumständen, rufe diese Rotation wiederum Blitze, Windhosen und Lappenbildung in unterschiedlichem Ausmaß hervor, vermuten Chakraborty und Kollegen. Wie genau dies geschehe, müsse allerdings durch weitere Untersuchungen geklärt werden, so die Forscher.

Forschung: Pinaki Chakraborty, Gustavo Gioia und Susan W. Kieffer, Department of Geology und Department of Mechanical Science & Engineering, University of Illinois, Urbana

Veröffentlichung Nature, Vol. 458, pp 497-500, DOI 10.1038/nature07866

WWW:
Geological Fluid Dynamics Group, Susan Kieffer
Volcanic Clouds
Chaitén Volcano Still Active
A Narrative of the Eruption of a Volcano in the Sea off the Island of St. Michael (PDF)

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