Sie sind schaurig-schön, spektakulär – und oft tödlich: Vulkanausbrüche. Berüchtigte Beispiele sind der Mount St. Helens im US-Bundesstaat Washington, bei dessen gewaltigem Ausbruch 1980 über 60 Menschen ums Leben kamen, und der Soufrière auf Montserrat: Seine verheerenden Eruptionen in den Jahren 1996 und 1997 machten zwei Drittel der kleinen Karibikinsel unbewohnbar, fast 30 Einwohner starben. Geowissenschaftler beobachten bei solch großen Vulkanausbrüchen über den betroffenen Regionen immer wieder eine vorübergehende Ausdünnung der Ozonschicht. Um diesem Phänomen auf die Spur zu kommen, aber auch, um Vorgänge im Erdinneren besser zu verstehen, versuchen Forscher, die chemische Zusammensetzung der vulkanischen Gaswolken zu bestimmen. Das Problem bisher: Es existierten nur Messgeräte, mit denen sich einzelne Substanzen, aber kein breites Spektrum von Stoffen nachweisen ließ.
Deshalb haben Wissenschaftler um Ulrich Platt und Nicole Bobrowski vom Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg jetzt die hochempfindliche Differentielle Optische Absorptions-Spektroskopie (DOAS) entwickelt. Sie erlaubt es, eine Vielzahl von Molekülen und Radikalen in der Atmosphäre exakt nachzuweisen und ihre Konzentration zu ermitteln. Das Messgerät ist etwa so groß wie ein Schuhkarton und deshalb gut für den Feldeinsatz geeignet.
Als die Forscher jetzt mit DOAS am Soufrière Messungen durchführten, machten sie eine verblüffende Entdeckung. Platt: „ Wir fanden sehr hohe Anteile von ozonschädigendem Brom-Monoxid in der Gaswolke. Bisher dachte man, dass Aerosole aus Schwefel und Chlor die Hauptbestandteile sind und für die Verdünnung der Ozonschicht nach Vulkanausbrüchen die Verantwortung tragen.”
Wissenschaftler hatten zwar schon früher Bromverbindungen in Vulkangasen festgestellt, doch sie nahmen an, es handele sich um Bromwasserstoff, der wegen seiner Wasserlöslichkeit für die Atmosphärenchemie irrelevant wäre. Brom-Monoxid dagegen ist nicht wasserlöslich, schädigt die Ozonschicht hundertmal stärker als Chlor und kann bei großen Ausbrüchen so hoch in die Stratosphäre geschleudert werden, dass ein lokales Ozonloch entsteht. Platt hält Vulkane möglicherweise für die stärkste Quelle von atmosphärischem Brom.
Hans Groth
