Bleichmittel in der isländischen Vulkanwolke

31.05.2011: Gut ein Jahr nachdem der isländische Vulkan Eyjafjallajökull fast den ganzen europäischen Flugverkehr lahmlegte, sorgt seine Aschewolke für eine interessante Entdeckung: Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie haben festgestellt, dass die Aschewolke des Vulkans neben dem bekannten Vulkangas Schwefeldioxid auch freie Chlorradikale enthielt. Chlorradikale sind äußerst reaktiv und verändern schon in kleinsten Mengen die chemischen Prozesse in der Atmosphäre. Mit Hilfe von Luftproben aus der Vulkanwolke konnte nun erstmals die Konzentration der Chlorradikale in der Aschewolke errechnet werden.

Obwohl seit Jahren bekannt ist, dass Vulkanausbrüche große Mengen an Chlorverbindungen freisetzen, blieb der Beweis für die Bildung von höchstreaktiven Chlor-Radikalen aber aus. Das änderte sich, nachdem Forscher Luftproben, die auf Flügen durch die Aschewolke des Vulkans Eyjafjallajökull gesammelt wurden, analysierten. Im letzten Frühjahr war der Mainzer Messcontainer CARIBIC bei drei Sonderflügen der Lufthansa mit an Bord und nahm Luftproben in der Vulkanwolke. Zurück in Mainz wurde die Luft dann unter anderem auf ihren Gehalt an Kohlenwasserstoffen untersucht.

„Jeder Vulkan hat seinen eigenen Charakter“, sagt Angela Baker, Erstautorin der jetzigen Studie. „Beim Eyjafjallajökull haben wir bis zu 70% weniger Kohlenwasserstoffe in der Wolke gefunden als außerhalb. Wissenschaftlich lässt sich das nur dadurch erklären, dass die Kohlenwasserstoffe sofort mit freien Chlorradikalen reagieren, was wir durch weitere Untersuchungen auch bestätigen konnten.“ Die Wissenschaftlerin errechnete hieraus eine Konzentration von bis zu 66.000 Chloratomen pro Kubikzentimeter Luft. Im Vergleich zu anderen Gasen ist diese Menge zwar gering, sie reicht aber aus, um die chemischen Prozesse der Atmosphäre deutlich zu beeinflussen. Denn unter normalen Bedingungen kommen diese höchstreaktiven Chloratome überhaupt nicht vor.

Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel Propan und Butan findet man sogar in sehr reinen und weit entfernten Regionen der unteren Erdatmosphäre. Normalerweise werden diese Gase jedoch nach und nach durch Hydroxylradikale abgebaut. Chlor hingegen baut die Kohlenwasserstoffe chemisch um ein Vielfaches schneller ab. Damit hinterlassen die chemischen Reaktionen mit Chlor einen charakteristischen „Fingerabdruck“ in der Luft, aus dem man die Konzentration der Chlorradikale ableiten kann. Die Max-Planck-Forscher rechnen damit, dass man zu ähnlichen Messergebnissen auch bei anderen Vulkanausbrüchen kommt, wie bei dem vor kurzem aktiven isländischen Vulkan Grimsvötn. Außerdem erwarten sie, dass sich ihre Analysemethode zum chemischen Verhalten der Chlorradikale weltweit durchsetzt.

Originalveröffentlichung:
Angela K. Baker et al.; Investigation of chlorine radical chemistry in the Eyjafjallajökull volcanic plume using observed depletions in non-methane hydrocarbons; Geophysical Research Letters, in press, 2011