Feuer und Eis: Vulkanologen beobachten die Eruption eines Vulkans am Eyjafjalla-Gletscher in Island am 24. März 2010. Foto: dpa

Vulkane ängstigen und faszinieren die Menschen – und das zu recht. Auch die Schwäbische Alb hat eine explosive Vergangenheit, wie ein Streifzug durch ihre Geschichte zeigt.

Stuttgart - Um 1060 ließ Berthold I. von Zähringen, Herzog von Kärnten, auf einem malerischen Kegelberg im Vorland der Schwäbischen Alb eine Burg errichten – die Limburg. Sie thronte fast 200 Meter über dem Umland. Wie viele andere mittelalterliche Wehranlagen verfiel sie im Laufe der Jahrhunderte. Heute ist die Limburg der Hausberg der Stadt Weilheim an der Teck und ein beliebtes Ausflugsziel mit Blick auf Felder, Streuobstwiesen und Wälder.

Vor 17 bis elf Millionen Jahren entluden sich auf der Alb gewaltige Kräfte

Was Berthold der Bärtige damals nicht wusste und viele heute wahrscheinlich auch nicht wissen: Die Limburg stellt den Schlot eines ehemals aktiven Vulkans des schwäbischen Vulkangebiets dar. Im Erdzeitalter des Miozäns vor 17 bis elf Millionen Jahren entluden sich hier gewaltige Kräfte. Auf einer Fläche von 40 mal 50 Kilometern entstanden rund 360 Vulkane. Zwischen den einzelnen Eruptionsphasen gab es jedoch sehr lange Ruhepausen. Im Zentrum dieses Gebiets liegt heute die Stadt Bad Urach.

„Die Alb war damals noch eine flach geneigte Tafel, ganz wenig über dem Meeresniveau“, erklärt die Vulkanologin Cornelia Park aus Tübingen. Das Landschaftsbild des Albtraufs sei erst viel später durch Hebung der Albtafel und anschließende Abtragung entstanden. Der Albtrauf ist eine 180 Kilometer lange Felskante, die das Hochplateau der Alb vom Albvorland mit seinen Obstbaum-Kulturen und Äckern trennt.

Als die Vulkane der Alb ausbrachen, reichte die Albtafel mindestens noch bis nach Stuttgart. Das beweist das Spektrum an unterschiedlichen Gesteinstrümmern der Albtafel im Tuffgestein des Scharnhäuser Vulkans in Ostfildern. Er ist als halbkreisförmige Mulde von 60 Metern Durchmesser – circa 800 m unterhalb des ehemaligen Vulkans – am Ortsrand von Scharnhausen noch erkennbar. In Jahrmillionen wurde die Albtafel mitsamt der Vulkane so stark zurückerodiert – insbesondere während der Eiszeit -, dass der Albtrauf heute rund 23 Kilometer von Scharnhausen entfernt in südöstlicher Richtung liegt.

Überbleibsel aus unruhiger Zeit

Trotz ihrer prägnanten Kegelform, die an einen Schlackenkegel oder kleineren Schichtvulkan erinnert, stellt die Limburg nicht das eigentliche Vulkangebäude dar, sondern nur den Schlot (auch Diatrem genannt) dieses ehemaligen Vulkans – 200 bis 600 Meter unterhalb der ehemaligen Landschaftsoberfläche. Der Tuffschlot bildet jedoch nur das Zentrum der Limburg und tritt im Gipfelbereich zutage. Weiter unten ist er von einem Mantel aus Braunjuragestein umgeben . Es handelt sich hier also um die „Vortäuschung“ eines Vulkans.

Nach Aussage von Cornelia Park waren die schwäbischen Vulkane bis auf etwa zwei Ausnahmen keine Berge, sondern von einem niedrigen Ringwall umgebene Kratertrichter in einer weitgehend flachen Landschaft. Vulkanforscher oder Vulkanologen nennen diese Gebilde auch Maar-Diatrem-Vulkane.

Maare, Krater und Calderas

Wie es dazu kam, beschreibt die Vulkanologin so: Vor 17 bis elf Millionen Jahren kam es im Gebiet rund um Bad Urach mehrfach zu gewaltigen Wasserdampfexplosionen, immer wenn die aus der Tiefe aufsteigende Gesteinsschmelze (auch Magma genannt) in Oberflächennähe auf Grundwasser traf. Die bei diesen Eruptionen erzeugten Gesteinstrümmer und aus dem Magma entstandenen Partikel wurden explosionsartig empor geschleudert.

Bodenwolken, die sich mit rasender Geschwindigkeit vom Krater ausbreiteten, lagerten die Partikel ringsum als niedrigen Ringwall ab. Heute ist infolge der Erosion allerdings nur noch die Tufffüllung der ehemaligen Schlote erhalten. Sie besteht aus Material, das bei der Eruption in den Krater zurückgefallen beziehungsweise größtenteils von oben nachgerutscht war.

„Feurige Fontänen mit glühenden Partikeln oder Lavaströmen gab es auf der Alb praktisch nie – mit ganz wenigen Ausnahmen, zum Beispiel einer Spalteneruption bei Grabenstetten“, betont Cornelia Park. Der Grund: Das Magma traf beim Aufstieg durch den an Grundwasser reichen Albkörper fast immer auf Wasser, was dann eine schockartige Abkühlung des Magmas und gewaltige Wasserdampfexplosionen zur Folge hatte.

Limburg, Egelsberg und Dachsbühl

Da die Tufffüllung der Schlote widerstandsfähiger war als die umgebenden Gesteine der Albtafel, blieben im heutigen Albvorland isolierte Bergkegel wie die Limburg, der Egelsberg und der Dachsbühl stehen. „Man kann hier also den unterirdischen Teil der Alb Vulkane in ganz unterschiedlichen Tiefenniveaus unterhalb der ehemaligen Landschaftsoberfläche studieren. Ein Phänomen, das man auf der Erde nicht so häufig zu sehen bekommt“, unterstreicht Cornelia Park. Am Albtrauf selbst fallen die Tuffschlote weniger als Vulkane auf, wie der Hohenbol am Teckberg oder der Jusi bei Kohlberg.

Nachdem die Maar-Vulkane erloschen waren, entstand in ihrem trichterförmigen Krater ein See. Das bekannteste und größte Maar der schwäbischen Vulkangebiete ist das Randecker Maar südöstlich von Bissingen an der Teck. Im Umfeld seines Kratersees konnte man anhand von Fossilien, die man in den Seeablagerungen fand, eine sehr artenreiche Lebewelt nachweisen (Frösche, Fledermaus, Pferd, Nashorn oder Zitzenzahnelefant). Der See selbst war wohl wenig einladend. Man hat keine Fischreste gefunden. Das Wasser war möglicherweise zu sauerstoffarm oder durch Gase vergiftet, die aus dem Faulschlamm aufstiegen, der sich am Boden das anfänglich bis zu 135 Meter tiefen Sees abgelagert hatte.

Erodierte Vulkanschlote

Die Kratertrichter der Alb-Vulkane wurden vermutlich innerhalb von einigen Tausend bis Zehntausend Jahren – nach deren Aktivität – mit Seesedimenten komplett ausgefüllt und ihr Ringwall aus losen Auswurfmassen durch Erosion abgetragen. „Beim Randecker Maar wurden seit seiner Entstehungszeit zusätzlich mindestens 60 Meter der eigentlichen Landschaftsoberfläche durch Erosion abgetragen. Das kann man anhand von Kalkblöcken nachweisen, die ursprünglich vom Kraterrand in den Kratersee gestürzt waren“, so die Vulkanologin. Die Gesteinsschicht, aus der sie stammen, existiere nämlich heute dort nicht mehr an der Oberfläche.

Was verursachte die vulkanische Tätigkeit auf der Alb? Wie überall waren Bewegungen der Kontinentalplatten in der äußeren, festen Erdhülle dafür verantwortlich. Cornelia Park: „Die Hebung der Alpen, beginnend im Jungtertiär vor 35 Millionen Jahren, ist eine Folge der Kollision der europäischen mit der afrikanischen Kontinentalplatte.“ Dehnungsvorgänge im Hinterland des Alpenbogens, so auch im Bereich der Alb, hätten den Aufstieg von Magmen begünstigt.

Schwimmende Kontinentalplatten

Die Kontinentalplatten bestehen aus der Erdkruste mitsamt Teilen des oberen Erdmantels. Diese feste Gesteinshülle (Geologen nennen sie Lithosphäre) unter Mitteleuropa ist durchschnittlich 100 Kilometer dick und somit im Vergleich zum Gesamtdurchmesser der Erde (12 742 Kilometer) hauchdünn.

Es gibt sieben großen Kontinentalplatten. Sie können sich auf dem darunterliegenden, plastisch verformbaren Erdmantelbereich verschieben. Erdbeben entstehen an Zonen, wo sie zusammenstoßen und eine Kontinentalplatte unter die andere sinkt, aber auch innerhalb der Platten. Als die Vulkane der Schwäbischen Alb ausbrachen, gab es noch keine Menschen. Die Auswirkung der nur kurz andauernden Maar-Eruptionen beschränkte sich auf ein kleines Gebiet von nur wenigen Kilometern im Umkreis der Vulkane. Die Kraterseen der Maare ermöglichten hingegen viele tausend Jahre lang eine artenreiche Lebewelt in ihrem Umland. So waren die Eruptionen eindeutig mehr ein Gewinn als eine Katastrophe für Fauna und Flora.

Pompeji und der Vesuv –. 79 n. Chr.

Anders mag das – zumindest aus einer kurzfristigen Perspektive betrachtet – in Bezug auf die Auswirkungen großer Eruptionen aussehen. Der Ausbruch des Vesuv bei Neapel im Jahre 79 n. Chr. ist wohl das bekannteste Beispiel einer solchen plinianischen Eruption. Damals wurden die Städte Pompeji, Herculaneum, Stabiae und Oplontis unter einer bis zu 25 Meter mächtigen Decke aus Asche und Bimsstein verschüttet, Tausende starben.

Zur Info: Plinianische Eruptionen sind gewaltige explosive Vulkanausbrüche, die mit enormen Aschenfällen verbunden sind. Ihren Namen verdanken sie dem Augenzeugen und Chronisten Plinius dem Jüngeren, der den Ausbruch des Vesuvs und den Untergang Pompejis in zwei Briefen an den römischen Geschichtsschreiber Cornelius Tacitus beschrieb. Sein Onkel, der Naturforscher Plinius der Ältere, fand bei diesem Ausbruch den Tod.

Spielfilme und Dokumentationen über „Die letzten Tagen von Pompeji“ kennt fast jeder. Was dagegen nur wenige wissen: Die Eruption des Laacher-See-Vulkans in der Eifel vor 12 900 Jahren war wesentlich stärker als die des Vesuv 79 n. Chr., die gewaltigste Eruption in ganz Mittel- und Westeuropa seit 200 000 Jahren.

Die Eifel – ein Paradies für Vulkanologen

Hans-Ulrich Schmincke, einer der weltweit renommiertesten Vulkanologen, und sein Forscherteam haben diese Eruption detailliert untersucht. Allein im Umkreis von 55 Kilometern vom Laacher-See-Vulkan wurde eine Fläche von 1400 Quadratkilometern unter einer ein bis 50 Meter dicken Bimssteinschicht begraben. Asche ging in weiten Teilen Europas nieder. Sogar in Norditalien und Südschweden kann man sie nachweisen.

Voluminöse pyroklastische Ströme (zerstörerische, partikelgespickte Wolken, die am Boden entlang schossen) aus festen und gasförmigen Stoffen erreichten über ein Seitental in acht Kilometern Entfernung vom Krater den Rhein und stauten ihn zu einem riesigen See auf. „Als diese Aufdämmung noch während der Eruption brach, schoss eine gewaltige Flutwelle durch das Rheintal stromabwärts“, erzählt Cornelia Park, die diese Aufstauung des Rheins genauer untersucht hat. Es gebe außerdem viele Hinweise darauf, dass die Laacher See-Eruption auch das Klima über mehrere Jahre hinweg beeinflusst hat – ähnlich wie die Eruption des Tambora.

Der Tambora und die Wasen

Am 10. April 1815 ging die Welt unter. Seit Tagen schon hatte es im Inneren des 4300 Meter hohen Tambora auf der indonesischen Insel Sumbawa rumort. Am Abend schossen Säulen aus „flüssigem Feuer“ aus dem Schichtvulkan. Kurz darauf regnete es noch in 40 Kilometer Entfernung faustgroße Steine vom Himmel. Pyroklastische Ströme aus festen und gasförmigen Stoffen flossen ins Meer und verursachten Tsunamis. Mehr als 70 000 Menschen kamen dabei ums Leben.

Das darauffolgende Jahr 1816 ging in Europa und Nordamerika als das „Jahr ohne Sommer“ in die Geschichte ein. Aufgrund von Missernten explodierten die Preise für Nahrungsmittel und Viehfutter. Pferde und Rinder starben in Massen, die Menschen hungerten, die Wirtschaft kollabierte. Das Königreich Württemberg war besonders schwer getroffen. König Wilhelm I. und seine Gattin Katharina riefen 1818 das „landwirtschaftliche Fest zu Cannstatt“ – den späteren Cannstatter Wasen – ins Leben, um die darbende Bevölkerung zu unterstützen.

Schwefelsäure in der Stratosphäre

Wie funktioniert der Klimaeffekt? Manche Vulkaneruptionen wie die des Tambora, Pinatuabou (Philippinen, 1991) oder Laacher-See-Vulkans emittieren riesige Mengen Schwefel in Form von Schwefeldioxid hoch in die Atmosphäre. So wurden beim Ausbruch des Pinatubo rund 17 Millionen Tonnen Schwefeldioxid freigesetzt.

Schwefeldioxid verändert das Klima, indem es in der Statosphäre in 20 bis 40 Kilometern Höhe Schwefelsäuretröpfchen bildet. Diese können durch die Winde über den Globus verteilt und jahrelang um die Erde wandern, wie Schmincke erläutert. Außerdem könnten sie Teile des Sonnenlichts absorbieren, was zu einer Abkühlung und zu einer Veränderung der Wettermuster führt.

Gran Canaria – das „beste Vulkanologie-Lehrbuch“

Der 77-Jährige erforscht seit Mitte der 1960er Jahre Vulkane. Seine Neugier trieb ihn in bis nach Nordkorea, Kamerun, Costa Rica, Patagonien, Japan, China und in die Osttürkei. Doch Schminckes Steckenpferd ist Gran Canaria. Die größte der sechs Kanaren-Inseln sei „das beste Vulkanologie-Lehrbuch, das ich kenne“.

Er schaue sich Vulkane-Filme manchmal im Fernsehen an, erzählt Hans-Ulrich Schmincke. Die meisten Filme seien ihm aber viel zu einseitig und würden nur auf die zerstörerische Seite von Vulkanen abheben. „Immer wieder werden nur die Gefahren sensationell dramatisiert. Dabei sind nur wenige Vulkane wirklich gefährlich. Sie sind ein ganz normaler, wunderbarer und dramatischer Teil der Natur.“

Die größten Vulkan-Ausbrüche der Geschichte

Vor 252 Millionen Jahren – Trapp, Russland

Bei der sogenannten Perm-Katastrophe starben innerhalb von 200 000 Jahren 95 Prozent aller Meeresbewohner und über 60 Prozent der Landlebewesen aus. Ursache war ein gigantischer Flutbasalt (Trapp) in Sibirien, der aus extrem dünnflüssiger basaltischer Lava bestand. Die dafür verantwortlichen Ausbrüche bildeten eines der größten vulkanischen Ereignisse der Erdgeschichte. Die Menge des freigesetzten Kohlendioxid war so groß, dass das globale Klima kollabierte.

Vor 1,3 Millionen Jahren – Yellowstone, USA

Dieser Ausbruch soll 250-mal stärker als der des Pinatubo (1991) und mit ein Auslöser für eine der Eiszeiten im Erdzeitalter des Pleistozän gewesen sein.

640 000 v. Chr. – Yellowstone

Der Ausbruch des Supervulkans im heutigen US-Bundesstaat Wyomingriss einen Kraterkessel zyklopischen Ausmaßes in die Erde.

74 000 v. Chr. – Toba, Indonesien

Durch die Eruption wurde eine riesige Caldera geschaffen. Die damalige menschliche Population auf der Erde soll, so eine Theorie, durch die globale Klimaveränderung und den Temperatursturz vor dem Aussterben gestanden haben.

1500 v. Chr. – Thira, Santorin, Griechenland

Der Vulkanausbruch löste einen Tsunami aus. Die Folgen der Eruption waren ein Grund für das Verschwinden der minoischen Kultur auf Kreta.

79 n. Chr. – Vesuv, Pompeji, Italien

Pompeji und Herculaneum, blühende Zentren des römischen Imperiums, wurden komplett zerstört und mitsamt ihren Bewohnern unter Asche und Gestein begraben.

181 n. Chr. – Taupo, Neuseeland

Der Ausbruch des Supervulkans war einer der heftigsten in den letzten 2000 Jahren. Vom einstigen Vulkan ist nur der Lake Taupo übrig geblieben.

1631 n. Chr. – Vesuv, Italien

4000 Menschen starben durch Schlamm- und Lavafluten.

1669 n. Chr. – Ätna, Italien

Die Ausbrüche vom 8. März bis 11. Juli 1669 zerstörten große Teile der sizilianischen Stadt Catania. Sie gehörten zu den größten historischen Eruptionen des Ätna.

1783-1784 n. Chr. – Lakagigar, Island

Bei den über sechs Monate lang anhaltenden Eruptionen wurden riesige Lavamengen frei, 120 Millionen Tonnen Schwefeldioxid wurden in die Atmosphäre geschleudert. Die nördliche Hemisphäre kühlte sich um 1,5 Grad Celsius ab.

1792 n. Chr. – Unzen, Japan

Einer der heftigsten Ausbrüche in der Geschichte Japans, bei dem die Städte Higo und Schimabara völlig zerstört wurden und 15 000 Menschen starben.

1815 n. Chr. – Tambora, Indonesien

Gas- und Aschewolken, Feuer- und Gesteinsbrocken sowie Tsunamis töteten mehr als 70 000 Menschen. Der Staub in der Atmosphäre veränderte das Klima, was weltweit zu Hungersnöten führte.

1883 n. Chr. Krakatau, Indonesien

20 Quadratkilometer Asche und Gestein wurden bis in 25 Kilometer Höhe geschleudert. Dem Ausbruch folgten Tsunamis, fast 37 000 Menschen fanden den Tod.

1902 n. Chr. Montagne Pelée, Martinique, Kleine Antillen

Die acht Kilometer entfernte Hafenstadt St. Pierre wurde vollkommen zerstört. Die Behörden verweigerten eine Evakuierung. Die Opferzahlen schwanken zwischen 28 000 und 40 000.

1912 n. Chr. – Katmai, Alaska, USA

Als der Katmai explodierte, hüllte er weite Gebiete Alaskas in dunkle Wolken. 45 Quadratkilometer Asche und Gestein traten aus, was den Ausbruch zum volumenmäßig stärksten des Jahrhunderts machte.

1919 n. Chr. – Kelud, Java:

Das Wasser des Kratersees bildete Lahare – Schlamm- und Schuttströme, die talwärts flossen und mehr als 5000 Menschen töteten.

1980 n. Chr. – Mount St. Helens, USA

Der Gipfel des Mount St. Helens lag vor dem Ausbruch auf 2950 Meter, heute beträgt die Gipfelhöhe des Berges 2549 Meter. Ein Gebiet von 500 Quadratkilometern war direkt vom Ausbruch betroffen.

1985 n. Chr. – Nevado del Ruiz, Kolumbien

Asche und Gase, die bei der Explosion freigesetzt wurden, ließen die Eiskappe des Vulkans schmelzen, worauf Schlammmassen die Stadt Armero verwüsteten und fast 25 000 Menschen unter sich begruben.

1991 n. Chr. – Pinatubo, Luzon, Philippinen

Der heftigste Vulkanausbruch überhaupt im 20. Jahrhundert. Asche und Gase werden in die Atmosphäre geschleudert, die Klimaauswirkungen sind auf der gesamten Erde spürbar.

2010 n. Chr. – Merapi, Indonesien

Der Merapi in Zentraljava gilt als einer der gefährlichsten und aktivsten Vulkane der Welt. Über 320 Menschen starben.

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