Im Sommer 536 n. Chr. Erschien eine mysteriöse Wolke über dem Mittelmeerbecken. "Die Sonne gab ihr Licht ohne Helligkeit ab", schrieb der byzantinische Historiker Procopius, "und es schien außerordentlich wie die Sonne in der Finsternis, denn die Strahlen, die sie vergoss, waren nicht klar." mehr als ein Jahrzehnt. Ernten scheiterten und es gab eine weit verbreitete Hungersnot. Von 541 bis 542 durchzog eine Pandemie, die als die Pest von Justinian bekannt war, das oströmische Reich.
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Wissenschaftler hatten lange vermutet, dass der Grund für all dieses Elend ein Vulkanausbruch sein könnte, wahrscheinlich aus Ilopango in El Salvador, der die Erdatmosphäre mit Asche füllte. Aber jetzt sagen Forscher, dass es zwei Ausbrüche gab - einen in 535 oder 536 auf der Nordhalbkugel und einen in 539 oder 540 in den Tropen -, die die Temperaturen im Norden bis 550 kühl hielten.
Die Entdeckung stammt aus einer neuen Analyse, die in der Antarktis und in Grönland gesammelte Eiskerne mit Daten von Baumringen kombiniert. Es zeigt, dass die Tragödie des sechsten Jahrhunderts nur ein Kapitel in einer langen Geschichte vulkanischer Störungen ist. Den Daten zufolge sind fast alle extremen sommerlichen Abkühlungsereignisse auf der Nordhalbkugel in den letzten 2.500 Jahren auf Vulkane zurückzuführen.
Wenn ein Vulkan ausbricht, spritzt er Schwefelpartikel, sogenannte Aerosole, in die Luft, wo sie zwei bis drei Jahre lang bestehen bleiben können. Diese Aerosole blockieren einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung und verursachen so eine Abkühlung. Wie viel Licht blockiert wird und wie lange der Effekt anhält, hängt von der Position des Vulkans und der Höhe des Ausbruchs sowie von anderen Variablen im natürlichen Klimatisierungssystem der Erde ab.
Bäume zeichnen die Klimaauswirkungen eines Ausbruchs in der Größe ihrer Ringe auf. Wenn ein klimabedingtes Ereignis eintritt, erscheinen die Ringe möglicherweise breiter oder dünner als der Durchschnitt. Dies hängt davon ab, ob die Region in der Regel nass oder trocken ist und über die normale Länge des Wachstums verfügt Jahreszeit. In der Zwischenzeit fallen die Schwefelpartikel schließlich auf die Erde und werden in das Polar- und Gletschereis eingebunden, um die Eruptionen aufzuzeichnen.
Das Kombinieren der beiden Arten von Datensätzen hat sich in der Vergangenheit jedoch als schwierig erwiesen. So verwendeten Michael Sigl vom Desert Research Institute und seine Kollegen mehr Eisbohrkerne als jede frühere Studie. Sie verwendeten auch eine Methode, um die Auflösung der von den Kernen erhaltenen Daten zu verbessern: Schmelzen des Kerns von einem Ende und kontinuierliches Analysieren des Schmelzwassers. Das Team verwendete dann einen ausgeklügelten Algorithmus, um seine Eisbohrkerndaten mit vorhandenen Baumringdatensätzen abzugleichen.
Verunreinigungen werden analysiert, während ein Eiskern kontinuierlich auf einer Heizplatte im Ultra-Trace-Chemielabor des Desert Research Institute geschmolzen wird. (Sylvain Masclin) Die Forscher haben 238 Eruptionen aus den letzten 2.500 Jahren entdeckt, berichten sie heute in der Natur . Etwa die Hälfte befand sich in mittleren bis hohen Breiten auf der Nordhalbkugel, 81 in den Tropen. (Aufgrund der Erdrotation gelangt Material von tropischen Vulkanen nach Grönland und in die Antarktis, während Material von nördlichen Vulkanen im Norden verbleibt.) Die genauen Quellen der meisten Eruptionen sind noch unbekannt, aber das Team konnten ihre Auswirkungen auf das Klima an die Baumringaufzeichnungen anpassen.
Die Analyse bestätigt nicht nur den Beweis, dass Vulkane dauerhafte globale Auswirkungen haben können, sondern konkretisiert auch historische Berichte, einschließlich der Ereignisse im Römischen Reich des 6. Jahrhunderts. Der erste Ausbruch, Ende 535 oder Anfang 536, injizierte große Mengen an Sulfat und Asche in die Atmosphäre. Historischen Berichten zufolge hatte sich die Atmosphäre bis März 536 eingetrübt, und dies blieb weitere 18 Monate lang so.
Baumringe und die damaligen Menschen registrierten kalte Temperaturen in Nordamerika, Asien und Europa, wo die Sommertemperaturen um 2, 9 bis 4, 5 Grad Fahrenheit unter den Durchschnitt der letzten 30 Jahre fielen. Dann, 539 oder 540, brach ein weiterer Vulkan aus. Es spuckte 10 Prozent mehr Aerosole in die Atmosphäre als der gewaltige Ausbruch von Tambora in Indonesien im Jahr 1815, der das berüchtigte „Jahr ohne Sommer“ verursachte. Es folgte weiteres Elend, einschließlich der Hungersnöte und Pandemien. Dieselben Ausbrüche könnten sogar zu einem Niedergang des Maya-Reiches beigetragen haben, sagen die Autoren.
"Wir waren erstaunt über die enge Korrespondenz und die Beständigkeit der Klimareaktion auf den Vulkansulfatantrieb während des gesamten Zeitraums von 2.500 Jahren", sagt Co-Autor Joe McConnell vom Desert Research Institute. "Dies zeigt deutlich, welchen Einfluss Vulkanausbrüche auf unser Klima und in einigen Fällen auf die menschliche Gesundheit, die Wirtschaft und damit auf die Geschichte haben."
