Schnelle Rückführung von Schwefeldioxid während explosiven Vulkanausbrüchen

• Antragsteller: Professor Dr. Yan Lavallée; Dr. Jérémie Vasseur
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540863172

Im Rahmen dieses Projekts soll ein umfassendes Modell entwickelt werden, mit welchem die Bindung von Schwefel aus vulkanischer Asche in Form von Salzen während großen, explosiven Eruptionen ermittelt werden kann, um die Gesamtmenge an vulkanisch emittiertem Schwefeldioxid berechnen zu können. Vulkanausbrüche gehören zu den wichtigsten Emittern von Schwefeldioxid (Robock, 2000), die letztlich für vulkanisch-induzierte Klimaänderungen über Zeitskalen von Monaten bis Jahre (Bluth et al., 1992; Robock, 2000) oder sogar Jahrzehnten bis Jahrtausende (Baldini et al., 2015) verantwortlich sind. Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass heiße vulkanische Asche dazu in der Lage ist, Schwefeldioxid rasch der Aschewolke zu entziehen, indem der Schwefel in schnell wachsende Sulfatsalze auf der Partikeloberfläche gebunden wird (Ayris et al., 2013; Delmelle et al., 2018; Renggli und King, 2018; Casas et al., 2019). Dadurch wird verhindert, dass große Teile des eruptierten Schwefels in die Atmosphäre gelangen und durch Gasüberwachungsmethoden nicht nachgewiesen werden. Somit fehlt den derzeitigen Berechnungen und Messungen ein unbestimmter Teil des gesamten ausgestoßenen vulkanischen Schwefelbudgets. Das Schwefelbudget muss genau eingegrenzt werden, damit die Gemeinschaft in der Lage ist: (1) die atmosphärische Schwefeldioxid-Injektion bei explosiven Eruptionen, ob in der Vergangenheit oder in der Zukunft, zu bestimmen und ihr Auswirken auf das Klima zu prognostizieren; (2) das fehlende Schwefeldioxid bei instrumentell beobachteten Eruptionen zu quantifizieren und dessen Bilanz auf Prozesse in der Erdkruste mitberücksichtigen zu können. Dieses Projekt wird neue, transformative experimentelle Vorgaben zur Quantifizierung der Schwefel-Reinigungsraten für vulkanische Asche über das gesamte Zusammensetzungsspektrum hinweg liefern und ein neues numerisches Modell zur Quantifizierung des Schwefeldioxid-Budgets und dessen Verteilung für explosive Eruptionen von VEI 4 bis 8 entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen