Klimaänderungen und Vulkanismus erforschen: SONNE-Expedition zum mittelamerikanischen Vulkanbogen gestartet

fTeilen

Heute ist das deutsche Forschungsschiff SONNE von Balboa
(Panama) zu einer rund fünfwöchigen Expedition entlang des
mittelamerikanischen Vulkanbogens gestartet. Unter der Leitung von PD Dr.
Steffen Kutterolf vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
untersuchen Forschende, wie Klimaänderungen und Vulkanismus miteinander
verknüpft sind und wie sich die chemische Veränderung von Vulkanprodukten
im Sediment auf den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Biosphäre
auswirken. Die Fahrt dient als Voruntersuchung für einen geplanten
Bohrantrag im Rahmen des International Ocean Drilling Programme (IODP3).

Explosive Vulkanausbrüche können das Klima über Jahre hinweg beeinflussen
– etwa durch Asche und Schwefelpartikel, die in die Atmosphäre gelangen
und die Sonneneinstrahlung verringern. Umgekehrt zeigen geologische
Aufzeichnungen, dass auch Veränderungen des Klimas die Häufigkeit und
Intensität von Eruptionen beeinflussen können. Doch wie eng diese Prozesse
tatsächlich zusammenhängen, ist bislang kaum verstanden.

Wie Klima und Vulkanismus zusammenhängen

„Wir wollen herausfinden, ob sich große klimatische Veränderungen – etwa
Eiszeiten und Warmphasen – in den Ablagerungen vulkanischer Asche am
Meeresboden widerspiegeln“, erklärt Fahrtleiter PD Dr. Steffen Kutterolf,
Vulkanologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. „Dazu
sammeln wir Proben entlang des mittelamerikanischen Vulkanbogens und
seiner Verlängerung nach Süd-Mexiko und analysieren, wie sich Häufigkeit,
Zusammensetzung und chemische Veränderungen der Vulkanasche über die Zeit
entwickelt haben.“

Die Expedition SO316 mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE trägt den
Titel „CAVA Tephras“. Dabei steht CAVA für das Untersuchungsgebiet: Der
mittelamerikanische Vulkanbogen (Central American Volcanic Arc, kurz CAVA)
ist ein rund 1.500 Kilometer langer Vulkangürtel, der von Süd-Guatemala
über El Salvador, Nicaragua, Costa Rica bis nach Panama verläuft. Einige
Kilometer vor der Küste, unter dem Meeresboden des Pazifiks, taucht die
Cocos-Platte unter die Karibische Platte ab – diese Subduktionszone ist
verantwortlich für die intensive vulkanische Aktivität in der Region. Der
Begriff „Tephras“ steht in der Geologie für vulkanische Auswurfprodukte
wie Asche oder Bimsstein.

Der mittelamerikanische Vulkanbogen als Schlüsselregion

Ihre Fahrt führt die Wissenschaftler:innen von Balboa (Panama) nach San
Diego (USA). An mehreren Stationen werden sie mithilfe seismischer
Messungen und Sedimentkern-Beprobungen die Ablagerungen vulkanischer Asche
in den obersten Schichten des Meeresbodens erfassen und über weitere
Distanzen verfolgen. Diese Daten bilden die Grundlage für einen künftigen
IODP3-Bohrantrag (International Ocean Drilling Programme), mit dem die
tieferen Sedimentschichten später systematisch untersucht werden sollen.

Reaktive Silikate und ihre Bedeutung für den Kohlenstoffkreislauf

Neben der Rekonstruktion vulkanischer Aktivität geht es auch um
geochemische Fragen: Vulkanische Asche enthält reaktive Silikate –
Mineralstoffe, die sich im Kontakt mit Meerwasser chemisch verändern.
Dabei werden wichtige Nährstoffe freigesetzt, und es entstehen Prozesse,
die den Kohlenstoff- und Silikatkreislauf im Ozean beeinflussen können und
damit langfristig auch das Klima. Veränderungen in der chemischen
Zusammensetzung dieser Materialien können zudem Hinweise darauf geben, wie
sich Vulkanbögen über Jahrtausende entwickelt haben.

An der Expedition beteiligen sich Forschende aus Deutschland, den USA,
Frankreich, China, Costa Rica und Mexiko. Aus Deutschland ist neben dem
GEOMAR auch die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) beteiligt.

Blick in die Vergangenheit – Erkenntnisse für die Zukunft

„Die gewonnenen Daten werden uns helfen, die Wechselwirkungen zwischen
geologischen und klimatischen Prozessen besser zu verstehen und die
eruptive Geschichte der Region über die letzte halbe Million Jahre
nachzuvollziehen“, so Kutterolf. „Langfristig tragen solche Erkenntnisse
dazu bei, Risiken durch vulkanische Aktivität besser einschätzen und ihre
Wechselwirkungen mit klimatischen Veränderungen präziser modellieren zu
können.“

Expedition in Kürze: SO316
Name: CAVA Tephra (Rhythms, Magnitude, and Impacts of Volcanic Ash from
Explosive Central American Arc Eruptions: pre-site survey)
Fahrtleitung: PD Dr. Steffen Kutterolf (GEOMAR)
Zeitraum: 21.11.2025 – 26.12.2025
Start und Ende: Balboa (Panama) – San Diego (USA)
Fahrtgebiet: Ostpazifik, nördlicher mittelamerikanischer Vulkanbogen

Förderung:
Das Forschungsschiff SONNE dient der weltweiten, grundlagenorientierten
Meeresforschung Deutschlands und der internationalen Zusammenarbeit. Es
ist Eigentum der Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das
Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR).