Eine Baumringexpertin der Universität von Arizona ist dem Datum des berüchtigten Thera-Vulkanausbruchs näher denn je – ein Ziel, das sie seit Jahrzehnten verfolgt.
Charlotte Pearson, außerordentliche Professorin im Labor für Baumringforschung, ist die Hauptautorin einer neuen Arbeit in PNAS Nexus, die ein Mosaik von Techniken kombiniert, um die Quelle eines Vulkanausbruchs im Jahr 1628 v. Chr. zu bestätigen. Während man bisher annahm, dass es sich bei dem Ausbruch um den Thera-Vulkan auf der griechischen Insel Santorin handelte, fanden Pearson und ihre Kollegen stattdessen heraus, dass es sich um den Vulkan Aniakchak II in Alaska handelt.
Diese Erkenntnis hilft den Forschern, den Zeitpunkt des tatsächlichen Ausbruchs von Thera einzugrenzen.
Der gewaltige Ausbruch von Thera, der bekanntlich irgendwann vor 1500 v. Chr. stattfand, begrub die minoische Stadt Akrotiri unter einer Schuttschicht von mehr als 30 Metern. Das genaue Datum des Ausbruchs und seine Auswirkungen auf das Klima sind jedoch seit Jahrzehnten umstritten.
Wenn ein Vulkanausbruch groß genug ist, kann er Schwefel und Trümmer, so genannte Tephra, in die Stratosphäre schleudern, wo beides bis in weit entfernte Gebiete zirkulieren kann. Das Schwefeldioxid des Ausbruchs, das in die obere Atmosphäre gelangt, reflektiert die Sonnenwärme und bewirkt, dass die Temperaturen auf der ganzen Welt sinken. Diese Klimaverschiebung spiegelt sich in Bäumen wider, die ein vermindertes Wachstum oder Frostringe aufweisen, die das Jahr des Ausbruchs markieren.
Schwefel und Tephra können auch auf die Pole der Erde herabregnen, wo sie in Eisschichten konserviert werden. Bei der Analyse von Eisbohrkernen kann die darin enthaltene Sulfatmenge auch dazu verwendet werden, die wahrscheinlichen Auswirkungen eines Ausbruchs auf das Klima abzuschätzen. Eruptionen mit hohem Sulfatgehalt haben ein größeres Potenzial, kurzfristige Klimaveränderungen zu verursachen. Gleichzeitig kann die Tephra der Eisbohrkerne, die einen einzigartigen geochemischen Fingerabdruck aufweist, dazu verwendet werden, den Schwefel im Eis mit einer genauen vulkanischen Quelle in Verbindung zu bringen.
Pearson und ihre Mitarbeiter – zu denen auch Michael Sigl von der Universität Bern und ein internationales Team von Geochemikern, Eiskern-Experten und Tephra-Chronologen gehörten – glichen Daten von Baumringen und Eiskernen in der Antarktis und Grönland ab, um eine umfassende Aufzeichnung von Vulkanausbrüchen in dem Zeitraum zu erstellen, in dem Thera entstanden sein muss – 1680 bis 1500 v. Chr. Anhand von Sulfat- und Tephra-Anzeichen schlossen sie mehrere Ereignisse als mögliche Thera-Daten aus und verwendeten hochauflösende Techniken, um anhand der Eisbohrkerne geochemisch zu bestätigen, dass es sich bei dem 1628 v. Chr. aufgezeichneten Ausbruch um Aniakchak II handelte.
Das genaue Datum des Thera-Ausbruchs ist noch unbestätigt, aber das Team hat es auf eine Handvoll Möglichkeiten eingegrenzt: 1611 v.Chr., 1562-1555 v.Chr. und 1538 v.Chr.
„Eine davon ist Thera“, sagte Pearson. „Wir können nur noch nicht bestätigen, welches es ist, aber zumindest wissen wir jetzt genau, wo wir suchen müssen. Das Problem bei Thera ist, dass es immer diese Diskrepanz zwischen mehreren Datierungslinien gab. Jetzt, da wir wissen, welche Daten in Frage kommen, können diese Beweise neu bewertet werden, aber wir brauchen immer noch einen geochemischen Fingerabdruck, um sie zu bestätigen.
Ein Hauch von Vergangenheit
Als Studentin im Jahr 1997 las Pearson zwei Arbeiten, die nicht nur ihr Interesse an der Baumringforschung weckten, sondern auch den Ausgangspunkt für die Debatte über das Thera-Datum bildeten.
In der ersten Arbeit, die von den Baumringforschern Valmore LaMarche und Katherine Hirschboeck von der UArizona University verfasst wurde, wurden Frostschäden in Baumringen von Borstenkiefern in Kalifornien festgestellt, die mit dem Jahr 1627 v. Chr. übereinstimmen. In der anderen Arbeit von Mike Baillie von der Queen’s University und Martin Munro von der University of Arizona wurde eine Periode mit sehr schmalen Jahresringen in Eichen aus Irland festgestellt, die im Jahr 1628 v. Chr. begann. Beide Anomalien der Jahresringe deuten auf die Art von abruptem, schwerem Klimawandel hin, der auftritt, wenn Vulkane Sulfat in die Stratosphäre ausstoßen.
Beide Autoren brachten die Baumringanomalien mit Thera in Verbindung, weil Thera zum Zeitpunkt der Studien der einzige bekannte Vulkanausbruch in diesem ungefähren Zeitraum war. Pearsons neueste Arbeit bestätigt jedoch, dass diese Baumringanomalien tatsächlich auf einen anderen, ungewöhnlich sulfatreichen Ausbruch hindeuten – den Vulkan Aniakchak II in Alaska.
„Wir haben uns dasselbe Ereignis angesehen, das sich in den Baumringen in einem Abstand von 7.000 Kilometern zeigte, und wir wissen jetzt ein für alle Mal, dass diese massive Eruption nicht von Thera stammt“, so Pearson. „Es ist wirklich schön zu sehen, dass diese ursprüngliche Verbindung aufgelöst wurde. Es macht auch absolut Sinn, dass sich Aniakchak II als einer der größten Sulfatausbrüche der letzten 4.000 Jahre entpuppt – die Bäume haben uns das schon die ganze Zeit gesagt.“
Die Jagd nach der Thera-Eruption geht weiter
Archäologische Funde deuten darauf hin, dass das Datum des Thera-Ausbruchs näher an 1500 v. Chr. liegt, während einige Radiokarbondatierungen darauf hindeuten, dass es näher an 1600 v. Chr. liegt.
„Ich bevorzuge den Mittelweg. Aber wir sind wirklich kurz davor, eine endgültige Lösung für dieses Problem zu finden. Es ist wichtig, für alle Möglichkeiten offen zu bleiben und weiterhin Fragen zu stellen“, sagte Pearson.
„Die Beweisführung in dieser Forschung lässt sich am besten mit Kriminalfällen vergleichen, bei denen Verdächtige sowohl mit dem Tatort als auch mit dem Zeitpunkt des Verbrechens in Verbindung gebracht werden müssen“, sagte Sigl. „Nur in diesem Fall sind die Spuren bereits mehr als 3.500 Jahre alt.“
Die Studie bestätigt auch, dass die klimatischen Auswirkungen von Thera relativ gering gewesen wären, wenn man die Sulfatspitzen in diesem Zeitraum mit denen jüngerer dokumentierter Eruptionen vergleicht.
Der nächste Schritt besteht darin, die möglichen Jahre des Thera-Ausbruchs genauer zu bestimmen und weitere chemische Informationen aus dem Schwefel und der Tephra in den Eisbohrkernen zu extrahieren. Irgendwo in einem dieser Sulfate könnte sich ein Stück Tephra befinden, das ein chemisches Profil aufweist, das zu Thera passt.
„Das ist der Traum. Dann muss ich mir etwas anderes suchen, um mich damit zu beschäftigen“, sagte Pearson. „Im Moment ist es einfach schön, dass wir näher dran sind als je zuvor“.
Die Studie ist Teil eines vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts unter der Leitung von Sigl am Oeschger Centre for Climate Change Research der Universität Bern in der Schweiz. Das Projekt trägt den Namen THERA, kurz für Timing of Holocene volcanic Eruptions and their Radiative Aerosol forcing. Neben der UArizona wurde die Studie von einem internationalen Netzwerk von Experten der Universität Bern, der University of St. Andrews, der Swansea University, der University of Maine, der South Dakota State University und der University of Florence durchgeführt. Die Finanzierung der UArizona wurde von der Malcolm H. Wiener Foundation bereitgestellt.
Datum: Mai 2, 2022
Quelle: Universität von Arizona
Journal Reference:
- Charlotte Pearson, Michael Sigl, Andrea Burke, Siwan Davies, Andrei Kurbatov, Mirko Severi, Jihong Cole-Dai, Helen Innes, Paul G Albert, Meredith Helmick. Geochemical ice-core constraints on the timing and climatic impact of Aniakchak II (1628 BCE) and Thera (Minoan) volcanic eruptions. PNAS Nexus, 2022; DOI: 10.1093/pnasnexus/pgac048