Der Begriff Vulkanische Asche bezeichnet in der Vulkanologie sehr kleine Pyroklasten beliebiger Form. Sie können in grobe Aschenkörner (2 mm bis 1/16 mm) und feine Aschenkörner oder Aschenstaub (< 1/16 mm) unterteilt werden. Aschen bilden in der Regel einen Großteil der pyroklastischen Sedimente (oder Tephra, wenn unverfestigt) bzw. der pyroklastischen Gesteine (wenn verfestigt).
Asche als Verbrennungsrückstand organischen Materials ist von anderer Zusammensetzung.
Charakteristika
Vulkanische Aschen sind ausschließlich durch die Korngröße definiert, nicht durch die Genese oder den Chemismus der Partikel. Sie bestehen aus feinen Lava-Fetzen, Glasfragmenten, klein zerriebenem vulkanischem Gestein oder auch aus Einzelkristallen. Enthält ein pyroklastisches Gestein mehr als 75 % Asche, wird es als Tuff oder Aschen-Tuff bezeichnet. Es kann weiter in Grober Aschentuff und Feiner Aschentuff unterschieden werden. Feiner Aschentuff wird auch als Staubtuff bezeichnet. Ein Lapilli-Tuff enthält weniger als 25 % vulkanische Bomben und Blöcke und mehr als 75 % Lapilli und Asche. Insgesamt müssen jedoch die Komponenten zu mehr als 75 % Pyroklasten sein. Eine Ablagerung, die weniger als 75 % Pyroklasten enthält, wird Tuffit genannt.
Auswirkungen vulkanischer Aschen auf das Klima
Bei einer Vulkaneruption können gewaltige Mengen an vulkanischer Asche freigesetzt werden. Ein Beispiel dafür ist der Inselvulkan Krakatau, der in der Sundastraße zwischen Java und Sumatra liegt. Als er am 27. August 1883 ausbrach, lieferte er 18 km3 Aschenpartikel, die bis zu 80 km hoch in die Atmosphäre geschleudert wurden und drei Jahre lang die Erde umkreisten. Vielerorts riefen sie Trübungsschleier, Dämmerungserscheinungen und Himmelsverfärbungen hervor. Hinzu kommen außerdem Vorlage:"-de innerhalb der Aschewolken: Die Ascheteilchen werden durch die Reibung elektrostatisch aufgeladen, dadurch kommt es zu Blitzen und gewitterähnlichen Erscheinungen, bei denen sich die Ladungsunterschiede abbauen.
Noch extremere Auswirkungen hatte die Explosion des Tambora im Jahre 1815. Dabei wurde so viel Asche und Aerosol in die Atmosphäre geschleudert, dass weltweit auf Jahre hinaus das Klima beeinflusst wurde. Das darauf folgende Jahr 1816 ging sogar als das Jahr ohne Sommer in die Geschichte ein.
Gefahren für den Luftverkehr
Vulkanasche stellt zumindest in größeren Konzentrationen eine gravierende Gefahr für die Luftfahrt dar.
Folgende gefährliche Wirkungen werden angeführt:
Sandstrahleffekt
Durch die hohe Fluggeschwindigkeit wirken die Aschepartikel wie ein Sandstrahlgebläse.
- Scheiben: Durch den Aufprall der Aschepartikel können die Scheiben des Flugzeugs so weit undurchsichtig werden, dass keine Sicht aus dem Cockpit mehr besteht[1]. Dieses Problem kann gegebenenfalls durch Instrumentenflugverfahren beherrscht werden.
- Tragflächen: auch eine aerodynamische Beeinträchtigung der Tragflächen mit Auswirkung auf die Sicherheit wird teilweise für möglich gehalten[1]
Triebwerke
Beim Flug in vulkanaschehaltiger Umgebung kann es zum raschen Ausfall zumindest von Düsentriebwerken kommen.
- Sauerstoffmangel: Als mögliche Ursache wird angeführt dass in innerhalb einer Vulkanaschewolke ein Sauerstoffmangel herrschen soll. Dieser soll zum Ausfall der Triebwerke führen[2][3].
- Einwirkung der Asche im Triebwerk: Etliche Quellen geben an dass der Triebwerksausfall durch die Aschepartikel selbst im Triebwerk verursacht wird. Neben Verstopfung und Filmbildung ist insbesondere von einem Aufschmelzen der Aschepartikel im Triebwerk die Rede[1]
Von Triebwerksherstellern wird allerdings darauf hingewiesen dass die Triebwerke zumindest auf die Einwirkung von Sand ausgelegt und getestet sind.[3][2]
Sensoren
Der Aschefilm droht auch die Sensoren für Geschwindigkeit (Pitotrohre) und Höhe zu verstopfen[1], was gefährlich werden kann (vergleiche hierzu auch Birgenair-Flug 301).
bisherige Ereignisse
Am 24. Juni 1982 geriet der British-Airways-Flug 9, eine Boeing 747-200, über dem Indischen Ozean in einer Flughöhe von 37.000 ft (ca. 11.300 m) südlich der indonesischen Insel Java in eine Wolke aus Asche des Vulkans Gunung Galunggung. Dies führte zu einem Ausfall aller vier Triebwerke. Erst nach einem Sinkflug in dichtere Luftschichten in etwa 4000 Metern Höhe gelang es der Besatzung, die Triebwerke wieder in Gang zu setzen und eine Notlandung in Jakarta durchzuführen.
Am 15. Dezember 1989 passierte Vergleichbares mit KLM-Flug 867 über dem Mount Redoubt in Alaska. Alle vier Triebwerke der Boeing 747-400 fielen aus, die Maschine ging in den Sinkflug und erst nach einem Höhenverlust von rund 3000 m konnten die Triebwerke außerhalb der Wolke neu gestartet werden. Die Maschine landete anschließend in Anchorage, Alaska, dem ohnehin vorgesehenen Zielflughafen.
Beim letzten Ausbruch des Vesuv im Jahre 1944 zerstörte der Ascheregen auf dem Militärflughafen „Pompeii Airfield“ in Terzigno etwa 80 B-25-Bomber der United States Army Air Forces. Dies war der größte Verlust an Maschinen, den die US-amerikanischen Luftstreitkräfte im Zweiten Weltkrieg erlitten.[4]
Konsequenzen
Die International Civil Aviation Organization richtete deswegen neun Volcanic Ash Advisory Center ein, die weltweit den Luftraum überwachen und falls notwendig den Luftverkehr warnen.
Der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull am 14. April 2010 führte ab dem 15. April zu einer mehrtägigen, weitgehenden Einstellung des Flugverkehrs über Nordeuropa und weiten Teilen Mittel- und Osteuropas und somit zu volkswirtschaftlichen Schäden in Höhe von mehreren Milliarden Euro. Am 16. April 2010 waren in der Bundesrepublik Deutschland erstmals in der Geschichte alle zivilen Flughäfen für den Flugbetrieb nach Instrumentenflugregeln gesperrt.
Bodenkunde
Vulkanische Aschen besitzen dank ihres Mineralgehalts einen hohen bodenverbessernden Wert. In günstigen Klimata können sie bereits nach wenigen Jahren landwirtschaftlich genutzt werden.
Literatur
- Roger Walter Le Maitre: Igneous rocks: IUGS classification and glossary; recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. 2. Auflage. Cambridge University Press, New York, NY 2002, ISBN 0-521-66215-X (236 Seiten).
- Hans Pichler: Italienische Vulkangebiete III, Lipari, Vulcano, Stromboli, Tyrrhenisches Meer. In: Sammlung geologischer Führer. Band 69. Gebrüder Bornträger, Stuttgart 1981, ISBN 3-443-15028-4.
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ a b c d spiegel.de: Gefährliche Aschewolken - Alptraum aller Piloten 15.04.2010
- ↑ a b Focus: "Sauerstoff ist das Problem"
- ↑ a b tagesschau.de "Gefahr für Flugzeuge und Klima" Stand: 15.04.2010 18:58 Uhr
- ↑ Der Augenzeugenbericht eines Angehörigen der 340th Bomb Group, die in Terzigno stationiert war, spricht von 88 zerstörten Flugzeugen. aerofiles beziffert den Verlust mit 74 Bombern.