Feuer und Eis – Wie glühende Lava über Schnee gleitet

Petropawlowsk-Kamtschatski (Russland)/Carlisle (USA) - Bricht ein von Schnee bedeckter Vulkan aus, können neben Lavaströmen auch gewaltige Schlammlawinen gen Tal rauschen. Um diese Gefahr für Anwohner besser abschätzen zu können, untersuchten nun russische und amerikanische Vulkanologen das Abschmelzen der Schneeschichten während eines Ausbruchs des Tolbatschik-Vulkans auf der sibirischen Halbinsel Kamtschatka im Winter 2012-13. Zu ihrer Überraschung floss die etwa 1000 Grad heiße Lava auf der Schneedecke ab ohne diese allzu schnell zum Schmelzen zu bringen. Die Gründe für dieses unerwartete Verhalten erläutern die Forscher in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.

„Entgegen unserer Erwartung schmolzen die Schneeschichten im Kontakt mit der Lava nur langsam“, sagt Benjamin Edwards vom Dickinson College in Carlisle, Pennsylvania. Für diese Beobachtung nutzte der Forscher gemeinsam mit Kollegen des Instituts für Vulkanologie und Seismologie in Petropawlowsk-Kamtschatski Luftaufnahmen sowie Temperaturmessungen mit Infrarotkameras und Thermesensoren. Flossen Lavaströme über eine bis zu vier Meter dicke Schneeschicht, schmolzen nur die oberen Schneeschichten direkt ab. Die unteren Schneeschichten zeigten sich dagegen stabil, da sie wegen ihres porösen Aufbaus nur eine geringe Wärmeleitung aufwiesen. Die Hitze der Lava konnte so erst über viele Stunden die verbleibenden Schneemassen abschmelzen.

Abhängig von der Steigung der Vulkanhänge und der damit verknüpften Fließgeschwindigkeit konnte die Lava auch unter die Schneeschichten gelangen. In diesen Abschnitten wurde der Schnee nach oben gedrückt und taute erst verzögert auf. Beide Effekte zeigen, dass heiße Lava nicht immer eine schnelle Schneeschmelze mit großem Risiko für Schlammlawinen verursachen muss. Einen guten Eindruck für die Schneeschmelze am Tolbatschik-Vulkan vermittelt dieses Video, das vom Hubschrauber aus einen 360°-Rundumblick zeigt.

Rund 500 und damit ein Drittel aller aktiven Vulkane auf der Erde sind permanent oder während der Wintermonate mit Eis- und Schneeschichten bedeckt. Mit der neuen Analyse der Wechselwirkung zwischen Lava und Schnee kann nun das jeweilige Risiko für Schlammlawinen infolge eines sehr schnellen Abschmelzens besser eingeschätzt werden. Wie heiße Lavaströme dagegen kompaktes Gletschereis schmelzen lassen, wurde in dieser Studie nicht untersucht.