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Militärwissenschaftler lösen das Geheimnis des übel riechenden Gases, das Norwegen, Schweden und Finnland umhüllte
Es ist der 9. September 2014, in Molde an der norwegischen Küste untersucht die Feuerwehr ein ungewöhnliches Problem. Ein fauliger Geruch, wie faule Eier oder ein riesiger Furz, hat die Stadt eingehüllt und die Einheimischen sind besorgt. Am nächsten Tag berichten Zeitungen von einem ähnlichen Geruch in Storuman County, jenseits der Grenze in Schweden. Der Geruch trifft als nächstes auf Finnland, weiter östlich.
Es ist, als würde sich eine riesige Wolke von Wer-weiß-was nach Osten über den Planeten ausbreiten.
Der Übeltäter ist auf der anderen Seite des Europäischen Nordmeers in Island nicht schwer auszumachen. Einige Wochen zuvor hatte das Vulkansystem Bardarbunga begonnen, unter Islands größtem Gletscher auszubrechen. Dabei entstanden riesige Staub- und Gaswolken, die in die Atmosphäre schossen.
Meteorologen gingen schnell davon aus, dass der Geruch von dort ausgehen musste. Aber könnte das wirklich wahr sein? Wolken breiten sich auf natürliche Weise in der Atmosphäre aus. Könnte eine Gaswolke konzentriert genug bleiben, um mehrere Länder zu stinken, nachdem sie den größten Teil von 1.000 Kilometern um den Planeten zurückgelegt hat?
Heute erhalten wir dank der Arbeit von Hakan Grahn und seinen Freunden bei der schwedischen Verteidigungsforschungsagentur in Umea eine Antwort. Diese Jungs verwenden Satelliten-Fernerkundungsdaten und ein ausgeklügeltes Modell atmosphärischer Winde, um die Konzentration der verantwortlichen Gase über Norwegen, Schweden und Finnland in den Wochen nach dem Ausbruch zu berechnen. Insbesondere fragen sie, ob die Konzentrationen hoch genug gewesen wären, um von der menschlichen Nase wahrgenommen zu werden.
Grahn und Co beginnen mit der Diskussion der Methode, mit der sie das Rätsel gelöst haben. Sie sagen, dass der wahrscheinlichste Schuldige das Gas Schwefelwasserstoff ist, das für seinen Geruch nach faulen Eiern bekannt ist. Eine wichtige Frage ist also, wie viel Schwefelwasserstoff der Vulkan während seines Ausbruchs produziert hat und mit welcher Geschwindigkeit.
Dies führt zu einem unmittelbaren Problem. Geologen haben während der Bardarbunga-Eruption keine direkten Messungen des Schwefelwasserstoffgehalts vorgenommen. Fernerkundungssatelliten können jedoch die Konzentration von Schwefeldioxid messen, das bei Eruptionen ebenfalls in großen Mengen freigesetzt wird.
Grahn und Co sagen, dass Messungen von anderen Vulkanen darauf hindeuten, dass vulkanische Gase etwa 113-mal so viel Schwefeldioxid wie Schwefelwasserstoff enthalten und dass sich dieses Verhältnis nicht zu ändern scheint, wenn sich die Wolke durch die Atmosphäre bewegt.
Sie gehen also davon aus, dass der Bardarbunga-Vulkan ein ähnliches Verhältnis produzierte und dass sich dies nicht änderte, als sich die Wolke auflöste.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist der aktuelle Zustand der Atmosphäre und insbesondere die Richtung der Winde in den folgenden Tagen. Dazu geben sie bekannte meteorologische Daten in ein Computermodell der Atmosphäre namens PELLO ein, das vom schwedischen Verteidigungsforschungsinstitut entwickelt wurde, um die Ausbreitung von Aerosolen und Strahlung zu untersuchen.
Als nächstes verwendeten Grahn und Co. Satellitenmessungen der vom Vulkan freigesetzten Schwefeldioxidmenge als Eingabedaten für das Modell und ließen es laufen, um zu sehen, wie sich die Gase verteilt hätten.
Die Ergebnisse sorgen für eine interessante Lektüre. Das Modell erstellt über mehrere Tage hinweg stündliche Vorhersagen der Gaskonzentrationen in den interessierenden Regionen in Norwegen, Schweden und Finnland.
Grahn und Co sagen, dass der Schwefeldioxidgehalt in diesen Gebieten weit unter der olfaktorischen Schwelle lag, die Menschen wahrnehmen können. Basierend auf unseren Simulationsergebnissen schließen wir, dass es unwahrscheinlich ist, dass SO2 für den üblen Geruch verantwortlich ist, sagen sie.
Das Modell zeigt jedoch, dass die Konzentration von Schwefelwasserstoff an allen Orten, die einen üblen Geruch gemeldet haben, den Schwellenwert überschritten hätte oder in einer Größenordnung davon lag. Wir argumentieren, dass die Ursache für den fauligen Geruch Schwefelwasserstoff war, der aus Bardarbunga stammt, schließen sie.
Das ist ein interessantes Ergebnis, das zeigt, wie mächtig atmosphärische Modelle geworden sind. Es ist beeindruckend, die Gaskonzentration in einem Gebiet Hunderte von Kilometern von der Quelle in den Tagen und Wochen nach der Emission vorhersagen zu können.
Das Modell ist natürlich nicht perfekt. Grahn und Kollegen geben zu, dass die ersten beiden Spitzen der vorhergesagten Gaskonzentration den tatsächlichen Spitzen um 12 bis 24 Stunden nacheilen und dass andere Spitzen den tatsächlichen Spitzen vorausgehen.
Dem halten sie aber entgegen, dass der einstündige gleitende Durchschnitt der Vorhersagen ein Ergebnis liefert, das durchgängig in einer Größenordnung des tatsächlichen Werts liegt.
Offensichtlich kennt sich die schwedische Verteidigungsforschungsagentur aus, wenn es um die Verbreitung von Aerosolen geht.
In gewisser Weise ist das keine Überraschung. Bereits 1986 warnte Schweden die Welt vor der sich abzeichnenden Katastrophe von Tschernobyl, nachdem es als erstes die Strahlungswolke entdeckt hatte, die sich über das Land ausbreitete. Seitdem scheint das Verfolgen von Wolken eine Fähigkeit zu sein, die sich auf dem neuesten Stand gehalten hat.
Ref: arxiv.org/abs/1503.05327 : Wer hat gefurzt? Transport von Schwefelwasserstoff von Bardarbunga nach Skandinavien