bedeckt München 20°

Vulkan Mount Paektu:Ein schlafender Gigant

Vor tausend Jahren entfesselte der Mount Paektu eine der größten Eruptionen der Geschichte. In einer ungewöhnlichen Kooperation ergründen jetzt britische und nordkoreanische Forscher das Geheimnis des Vulkans an der Grenze zwischen Nordkorea und China.

Die Bewohner des Dörfchens Sin Mu Song hatten noch nie einen Europäer gesehen, bevor James Hammond in ihrem Kartoffelfeld auftauchte. Der Ort liegt schließlich in Nordkorea, ganz oben an der Grenze zu China. Unter den Blicken der einheimischen Bauern installierte der Seismologe vom Imperial College in London gemeinsam mit nordkoreanischen Kollegen ein Breitband-Seismometer in einem Betonunterstand. Nach getaner Arbeit probierte er den lokalen Tabak, eingewickelt in einem Fetzen Zeitung. "Er war wirklich mild", sagt er, "eine ziemlich gute Zigarre".

Hammond hatte Grund zum Feiern. Mit zwei Kollegen hatte er gerade die erste Etappe eines bahnbrechenden Projekts abgeschlossen, das die Eruptionsgeschichte, die tiefere Struktur und die Gefahr künftiger Ausbrüche des Mount Paektu einschätzen soll. Es ist die erste ernsthafte wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen Nordkorea und dem Westen.

"Wir fühlen uns sehr privilegiert", sagt auch Clive Oppenheimer, ein Vulkanologe von der University of Cambridge, der ebenfalls dabei war.

Der Vulkan liegt auf der Grenze zwischen der Demokratischen Volksrepublik Korea und China; dort wird er Changbai genannt. Zurzeit verhält er sich ruhig, hat aber eine furchterregende Vergangenheit: Sein Ausbruch Mitte des 10. Jahrhunderts, bekannt als Millenniums-Eruption, gilt als einer der größten und gefährlichsten der vergangenen 10.000 Jahre.

Vor zehn Jahren beunruhigten zahlreiche kleinere Erdstöße die Behörden in China und Nordkorea, sodass beide Nationen ihr Monitoring verstärkten. Zwar nahmen die geologischen Erschütterungen zuletzt wieder ab, aber es bleiben Befürchtungen, dass der Paektu sich einem Ausbruch nähert. Das vom Rest der Welt isolierte Regime in Pjöngjang ist offensichtlich nervös genug über den Vulkan, sogar Forscher mit Seismometern ins Land zu lassen - können solche Geräte doch benutzt werden, Atombomben-Tests zu analysieren.

Warum der Paektu so unberechenbar ist, ist noch unklar

Tatsächlich war es nicht einfach, dieses Projekt in Gang zu setzen; Behörden auf beiden Seiten sperrten sich. So dauerte es zwei Jahre, bis die britische und die US-Regierung die Erlaubnis gaben, entscheidende Messinstrumente nach Nordkorea zu verschiffen. Und die Feldarbeit konnte nur starten, weil in letzter Minute eine Intervention der britischen Royal Society die Unterzeichnung der Vereinbarungen mit den nordkoreanischen Organisationen ermöglichte.

Die Woche Feldarbeit "war wirklich spektakulär", sagt Hammond, der sechs Breitband-Seismometer entlang einer Linie östlich des Vulkans installierte. Die Instrumente werden jede Regung unter dem Paektu aufzeichnen und zudem jede seismische Welle von anderen Orten des Globus registrieren. Wenn sie durch das Innere des Berges laufen, können Hammond und seine Kollegen die Magma-Kammer des Vulkans und den umgebenden Fels rekonstruieren. Sein Kollege Oppenheimer und dessen Mitarbeiterin Kayla Iacovino, eine Amerikanerin, sammelten währenddessen Proben, vor allem Bimssteine, aus denen sie neue Details über den Ablauf der Milleniums-Eruption ablesen wollen.

Die Spuren des historischen Ausbruchs sind immer noch zu sehen. Die Explosion schleuderte Asche und aufgeschäumte Lava auf eine Fläche von 33 000 Quadratkilometern in China und Korea, begrub einen dichten Wald und schuf eine öde Landschaft, die bis heute weitgehend baumlos geblieben ist.

Gigantische pyroklastische Ströme - Lawinen aus überhitztem Gas und Schutt - versengten ganze Täler, die heute von gespenstischen Gesteinsformationen ausgekleidet sind. In der jüngeren Geschichte hat nur der Ausbruch des indonesischen Vulkans Tambora im Jahre 1815 vergleichbare Folgen hinterlassen.

Woher der Paektu seine Gefährlichkeit hat, ist ein Rätsel. Er liegt Hunderte von Kilometern westlich des pazifischen Feuerrings, an dem tektonische Platten kollidieren und wo sich von Indonesien über Alaska bis Chile viele der mächtigsten Vulkane der Welt gebildet haben.

Eine mögliche Erklärung für die Gewalt des Paektu könnte Wasser sein, das von der versinkenden Pazifischen Platte aus Mineralien gepresst wird, 600 Kilometer unterhalb des Vulkans. Wasser kann den heißen Fels des Erdmantels zum Schmelzen bringen und so eine Magma-Blase schaffen.

Aber die Chemie der Bimssteine aus dem Paektu und andere Daten passen nicht zu dieser Erklärung, sagt James Gill, ein Vulkanologe an der University of California in Santa Cruz, der seit 1990 Feldforschung auf der chinesischen Seite des Vulkans betreibt. Er vermutet, dass der Vulkan stattdessen von einer sogenannten Mantelplume gespeist wird, einem Schlauch, der Magma vom inneren Erdmantel an die Oberfläche führt. Unpublizierte Daten aus China stützen diese Idee. Aber auch andere Mantelprozesse könnten im Spiel sein.

Das ist der Grund, wieso Oppenheimer und Hammond die Gelegenheit ergriffen, die sich ihnen vor zwei Jahren bot. Eine nichtstaatliche Organisation, das Pyongyang International Information Center on New Technology and Economy (PIINTEC), hatte sich an Oppenheimer gewandt, der ein populäreres Lehrbuch geschrieben hat. Der holte Hammond dazu, den er von einem gemeinsamen vulkanologischen Projekt in der Gluthitze Eritreas kannte.

In Nordkorea arbeiten zu wollen, bot andere Herausforderungen. Die erste war die Finanzierung. Immerhin bekam Hammond die teuerste Anschaffung umsonst: Eine Organisation in Großbritannien lieh ihm die Seismometer. Das Geld für Unterhalt und Logistik kam von der Richard-Lounsbery-Stiftung in Washington als Zuschuss an die amerikanische Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften AAAS. Beide Organisationen bemühen sich, auch Wissenschaftler aus Nationen zu erreichen, die im Konflikt mit den USA stehen.

Schwierige Datenübertragung

Auch die Übertragung der Daten musste geregelt werden. Das Erdbebenbüro Nordkoreas (KEB) in Pjöngjang hat sich bereit erklärt, die erhobenen Daten regelmäßig auf eine Festplatte zu überspielen und dann an das Environmental Education Media Project, eine Non-Profit-Organisation in Peking, zu schicken. Dieses dient als Verbindungsglied zum Westen und leitet die Daten weiter an Hammond. Auf diese Weise könnten die Nordkoreaner künftig bei kleinen, geheim gehaltenen Atombombentests die Messdaten zurückhalten.

Um die Seismometer unterzubringen, errichtete KEB-Personal in den vergangenen Monaten Betonhäuschen an drei ihrer Feldstationen, inklusive einer am pittoresken Kratersee Chon. Etwas weiter entfernt vom Paektu baute das KEB in drei Dörfern Bunker für die Instrumente, unter anderem in dem Kartoffelfeld bei Sin Mu Song, wo die Einwohner versprochen haben, ein Auge auf die Ausrüstung zu werfen.

UN- und US-Exportkontrollen und Sanktionen gegen Nordkorea waren eine größere Herausforderung. Die Ausfuhr einer langen Liste von Instrumenten und Geräten ist verboten, selbst von so einfachen Dingen wie USB-Sticks und Kameras. Die AAAS verbrachte drei Monate damit, beim US-Außen- und Wirtschaftsministerium eine Exportgenehmigung zu bekommen. Die britische Regierung brauchte für die Prüfung eines Antrags sogar noch länger. Die Genehmigung kam erst wenige Tage, bevor die Seismometer in das Flugzeug nach Pjöngjang geladen werden mussten.

Ein weiteres Problem war der Wunsch Nordkoreas nach rechtsgültigen Dokumenten, in denen der genaue Forschungsplan und die Aufgaben aller Beteiligten festgehalten werden sollten. KEB und PIINTEC wollten so ein Dokument nicht gemeinsam mit einer US-Organisation unterschreiben, hier kam die Royal Society zur Hilfe.

Als sie schließlich in Nordkorea waren, verbrachten Oppenheimer und Iacovino mehrere Tage damit, Proben an den bevorzugten Fundstellen des leitenden KEB-Geologen Kim Ju Song zu sammeln. Besonders interessant war die Grabung am Fuß einer zehn Meter dicken Bimsstein-Schicht, die von der Millennium-Eruption zeugt. "Es ist immer interessant zu sehen, was sich unmittelbar vor einer großen Eruption auf dem Boden befand", sagt Oppenheimer.

Aus Pollen lässt sich zum Beispiel die Jahreszeit ablesen. Und Ablagerungen am Boden einer Schutthalde zeigen, wie ein Ausbruch abgelaufen ist. Sobald die Forscher die Gase analysiert haben, die in Bläschen im Bimsstein eingeschlossen sind, hoffen sie auch zu verstehen, wieso die Millennium Eruption nicht das Erdklima abgekühlt hat.

Oppenheimer und Iacovino sind auch mit dem Motorboot auf den Chon-See hinausgefahren, um die vulkanischen Gase zu beobachten, die an seine Oberfläche blubbern. Im kommenden Sommer wollen sie zurückkehren und die Gase analysieren, die Hinweise auf die Viskosität der Magma geben könnten. Eine zähere Magma benötigt mehr Druck, um ausgeworfen zu werden. Das erhöht die Gefahr einer stärkeren Eruption.

Um die Zusammenarbeit zu vertiefen, hoffen die westlichen Forscher außerdem, nordkoreanische Kollegen nach Großbritannien einladen zu dürfen, um diese im Vulkan-Monitoring zu schulen, gemeinsam Gesteinsproben zu analysieren und Daten auszuwerten. Publikationen, die aufgrund der Feldforschung entstehen, werden jedenfalls Co-Autoren aus Nordkorea aufführen, sagt Oppenheimer.

Hammond stellt sich außerdem ein größeres Messareal vor. Aber ein umfassenderes Bild vom Inneren des Berges müsste auch Daten von Stationen jenseits der Grenze in China enthalten, sagt der Kalifornier Gill - das bedeutet noch mehr Wissenschafts-Diplomatie. Dennoch, entgegen aller Wahrscheinlichkeit und mit wachsendem gegenseitigen Respekt hat die Expedition im vergangenen Monat die Möglichkeiten für eine bis dahin unvorstellbare wissenschaftliche Kooperation gezeigt. Grund genug für die Forscher und ihre Unterstützer, die Zigarren hervorzuholen.

Dieser Text ist in der aktuellen Ausgabe von Science erschienen, dem internationalen Wissenschaftsmagazin, herausgegeben von der AAAS. Weitere Informationen: www.sciencemag.org, www.aaas.org. Dt. Bearbeitung: Christian Weber