Messung der Ascheschicht nach der Eruption des Vulkans Tajogaite

Jan 2024

5 min

Messung der Ascheschicht nach dem Ausbruch des Vulkans Tajogaite auf La Palma, Kanarische Inseln, Spanien

geschrieben von Christopher Shatto

Im turbulenten Jahr 2021 wurde die malerische Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln, Spanien, Zeuge eines katastrophalen Ereignisses - des Ausbruchs des Vulkans Tajogaite. Abgesehen von dem unmittelbaren Chaos und der Verwüstung, die Vulkanausbrüche verursachen, hinterließ diese Naturkatastrophe bleibende Spuren sowohl in den menschlichen Siedlungen als auch in den vielfältigen Ökosystemen der Insel. In der Folgezeit machten sich Forscher auf den Weg, um die weitreichenden Folgen des Ausbruchs, insbesondere für die einzigartige Flora von La Palma, zu quantifizieren und zu verstehen.

Der Ausbruch des Vulkans Tajogaite, der durch seine Explosivität und Lavaströme gekennzeichnet war, führte zur Zerstörung von Hunderten von Gebäuden, Häusern und Straßen. Die Insel wurde von 23.000.000 m3 Asche und Tephra überschwemmt und hinterließ eine gespenstische Landschaft. Noch heute sind von dem Kiefernwald, der den Eruptionskrater umgibt, nur die Spitzen der Baumkronen zu sehen, während die Unterholzvegetation unter meterhohen Asche- und Tephra-Schichten verborgen ist - eine düstere Erinnerung an die anhaltenden Auswirkungen auf die Ökologie der Insel.

Abbildung 1. Foto des Aschefalls, der die Insel bedeckt und dabei große Teile des kanarischen Kiefernwaldes bedeckt. In einigen Gebieten sind nur die Baumkronen sichtbar, während die übrigen Bäume während des Ausbruchs den Schwefeldioxidemissionen ausgesetzt waren, was die starke Bräunung der Kiefern erklärt. Das Foto wurde von Dr. Frank Weiser aufgenommen.

La Palma ist bekannt für seine große endemische Vielfalt und beherbergt Arten, die ausschließlich auf der Insel oder auf den Kanarischen Inseln vorkommen. Besonders hervorzuheben ist die Gattung Erica, die auch als Heidekraut bekannt ist und im Vergleich zu ihren Pendants in anderen Regionen bemerkenswert hoch und baumartig wächst. Ähnliche Tendenzen sind bei verschiedenen Pflanzenarten zu beobachten, wobei die nicht einheimischen Arten auf der Insel einen waldigeren und höheren Wuchs aufweisen. Es stellt sich die faszinierende Frage: Warum treten diese evolutionären Trends auf Inseln auf? Zahlreiche Theorien versuchen, die Geheimnisse hinter den ausgeprägten Evolutionstrends in Inselökosystemen zu entschlüsseln. Die Folgen des Tajogait-Ausbruchs bieten den Forschern eine einzigartige Gelegenheit, sich mit den ökologischen Nuancen der Flora von La Palma zu befassen und die Auswirkungen des vulkanischen Ereignisses auf die Artenvielfalt der Insel zu untersuchen.

Abbildung 2. Dr. Frank Weiser gräbt ein Loch (links), um die Tiefe der Ascheschicht in der Nähe des Kraters zu messen (rechts). Für das Betreten der gefährlichen Umgebung des Kraters waren Genehmigungen erforderlich, da die Landoberfläche nicht gut einschätzbar war und Schwefeldioxidemissionen giftig sind. Außerdem durften die Löcher aus Sicherheitsgründen nur bis zu einer Tiefe von 150 cm ausgehoben werden. Die Ascheschicht in diesem Bereich war zu tief, um sie durch Graben genau zu messen. Die Fotos stammen von Dr. Anna Walentowitz und Dr. Frank Weiser.

Um den Aschefall des Ausbruchs umfassend zu verstehen, unternahmen die Forscher eine akribische Arbeit - sie maßen die Aschetiefe auf der gesamten Insel. Dr. Frank Weiser und Dr. Anna Walentowitz spielten dabei eine entscheidende Rolle und trugen maßgeblich zur Erstellung eines frei verfügbaren Datensatzes für die wissenschaftliche Forschung bei. Diese Aufgabe war viel schwieriger als sie klingt, da das Graben von Löchern gefährlich sein kann, insbesondere in der Nähe des Kraters, wo die Asche am tiefsten ist. Es wurden strenge Sicherheitsvorkehrungen getroffen, und aus diesem Grund wurden die Löcher maximal 150 cm tief gegraben. Für Stellen, die vor Ort nicht genau gemessen werden konnten (d. h. zu tief), ergänzten wir diese Werte durch Werte, die von einer Lidar-Drohne aufgezeichnet wurden.

Abbildung 3. Das Ergebnis der räumlichen Interpolation von Feld- und Drohnenmessungen. Die Lage von La Palma innerhalb der Kanarischen Inseln und in Bezug auf Kontinentaleuropa ist in Kasten A zu sehen, die Verteilung der für die räumliche Interpolation verwendeten Aschemessungen in Kasten B und schließlich die Visualisierung der Ascheschicht in Kasten C. Die Abbildungen können in der Veröffentlichung von Shatto et al. 2023

Das Team setzte eine räumliche Interpolationstechnik namens Inverse Distance Weighting (IDW) ein, um die Aschetiefe an Orten auf der restlichen Insel zu schätzen. Das resultierende Rasterbild mit 2-Meter-Pixeln, die die Tiefe der Ascheschicht darstellen, weist eine beeindruckende Genauigkeit von 0,34 cm auf. Dieser wichtige Datensatz, der über das Zenodo-Repository zugänglich ist, wurde zu einem Eckpfeiler für wissenschaftliche Untersuchungen der Auswirkungen des Tajogait-Ausbruchs auf die Vegetation und die lokale Artenvielfalt und dient als Vergleichsinstrument für vulkanische Ereignisse weltweit.

Die Folgen des Ausbruchs des Vulkans Tajogaite auf La Palma gehen über die unmittelbare Zerstörung hinaus und laden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dazu ein, die komplizierte Beziehung zwischen geologischen Ereignissen und evolutionären Mustern in den Ökosystemen der Insel zu erforschen. Der Datensatz der Ascheschicht ist ein Beweis für die gemeinsamen Bemühungen der Forscherinnen und Forscher und bietet eine Fülle von Informationen für laufende und künftige Studien, die unser Verständnis für die dauerhaften ökologischen Auswirkungen von Vulkanausbrüchen fördern.

Quellen

Shatto, C., Weiser, F., Walentowitz, A., Stahlmann, R., Shrestha, S., Guerrero-Campos, M., Medina, F., Nogales, M., Jentsch, A., & Beierkuhnlein, C. (2023). Volcanic tephra deposition dataset based on interpolated field measurements following the 2021 Tajogaite Eruption on La Palma, Canary Islands, Spain. Data in Brief, 52, 109949.   https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109949

Weiser, F., Walentowitz, A., Baumann, E., Shatto, C., Guerrero-Campos, M., Jentsch, A., Nogales, M., Medina, F. M., & Beierkuhnlein, C. Combining in-situ monitoring and remote sensing to detect spatial patterns of volcanic sulphur impact on pine needles. Forest Ecol. Manag. 549. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121468

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