Auch Tsunamis können durch Vulkanausbrüche entstehen: Die Explosion der Vulkaninsel Krakatau im Jahr 1883 verursachte eine Flutwelle, die noch Tausende von Kilometern entfernte Regionen überschwemmte. Sogar Erdbeben folgen manchmal auf solch einen explosiven Vulkanausbruch. Bei diesen Beben entladen sich aufgebaute Spannungen in der Erde.

In Island löste der Ausbruch von über hundert Vulkanen in der Laki-Spalte im Jahr 1783 eine Hungersnot aus. Durch den Ausbruch gelangten giftige Gase in die Luft. Das Gift setzte sich ab und verseuchte die Schafweiden. Die Tiere starben am vergifteten Futter, geschätzte zehntausend Menschen wegen der folgenden Hungersnöte.

Den „Laki-Feuern“ auf Island folgte eine Abkühlung, die noch weit entfernt zu spüren war. Die aufsteigende Aschewolke verdunkelte den Himmel, starke Winde kamen auf und die Temperatur sank. Ganz Nordeuropa erlebte danach einen ungewöhnlich kalten Winter. Tatsächlich verändern Vulkanausbrüche das Klima. Schuld daran sind vor allem die ausgestoßenen Schwefelgase, die in der Luft feine Schwefelsäuretröpfchen bilden, die lange in der Atmosphäre schweben. Das Sonnenlicht wird von den Tröpfchen gestreut und zum Teil zurückreflektiert. Dadurch kann die Durchschnittstemperatur auf der ganzen Erde sinken.

Im Erdmantel, der Gesteinsschicht unter der Erdkruste, herrschen Temperaturen von über tausend Grad Celsius und ein sehr hoher Druck. Sind Hitze und Druck hoch genug, schmilzt das Gestein und wird zu einer zähflüssigen Masse, genannt Magma. Dieses Magma dehnt sich aus und steigt nach oben. Dort sammelt es sich zunächst in Hohlräumen, den Magmakammern. Das alles geschieht aber nicht von heute auf morgen, sondern dauert Zehntausende oder Hundertausende von Jahren.

Wenn die Magmakammer voll ist und kein weiteres Material mehr aufnehmen kann, bahnt sich das heiße Magma seinen Weg nach draußen. Es dringt durch Kanäle und Spalten an die Oberfläche und tritt dort als glühend heiße Lava aus – der Vulkan bricht aus. Den Kanal, durch den das Magma nach oben quillt, nennt man Schlot, seinen Ausgang Krater.

Manche Vulkane spucken regelmäßig Lava, zum Beispiel der Stromboli in Süditalien. Seine Ausbrüche kann man täglich beobachten. Andere Vulkane bleiben Jahrhunderte lang ruhig, sind aber nicht wirklich erloschen. Oft sind ihre Krater mit Lava und Geröll verstopft. Das macht sie sehr gefährlich, denn wenn sie ausbrechen, kann es gewaltige Explosionen geben; bekannt dafür sind zum Beispiel der Vesuv bei Neapel oder der Krakatau in Indonesien. Solche explosiven Ausbrüche sprengen Millionen Tonnen von Gestein in die Luft. Die Aschewolke, die durch den Ausbruch aufsteigt, kann lange in der Luft bleiben und durch den Wind weit verteilt werden. Nur langsam setzt sich diese Wolke dann als feine Ascheschicht auf der Erde ab.

Lava, die nicht in die Luft geschleudert wird, fließt als glühend heißer Strom aus geschmolzenem Gestein vom Kraterrand herab. Wenn dieser Lavastrom abkühlt, erstarrt er zu Lavagestein. Nach und nach bauen Lavaströme, Asche und Gesteinstrümmer einen Berg um den Krater auf – den Vulkankegel.

Verursacht wird ein Tsunami meist durch Erdbeben oder Erdrutsche unter Wasser. Die Bewegung des Meeresbodens schiebt das umgebende Wasser gleichsam an. Eine gewaltige Welle entsteht. Weit draußen im Meer ist diese Welle anfangs noch nicht besonders hoch, dafür kann sie aber mehrere hundert km/h schnell sein. Gefährlich wird es, wenn eine solche Welle auf die Küste zurast. Weil das Meer in Ufernähe immer flacher wird, fehlt ihr der Raum zum Ausweichen. Zwar wird die Welle in Richtung Land etwas abgebremst, sie türmt sich aber viele Meter hoch auf.

Neben Erdbeben und Erdrutschen können auch Vulkanausbrüche einen Tsunami auslösen. Der Ausbruch des Krakatau im Jahr 1883 zum Beispiel verursachte eine fast 40 Meter hohe Flutwelle.

Ein Tsunami trifft die Küste jedoch nicht ohne Vorwarnung: Zunächst läuft das Wasser weiter als üblich auf den Strand auf und bleibt für einige Minuten dort stehen. Danach zieht sich das ablaufende Wasser extrem weit zurück, der Meeresboden wird sichtbar. Schließlich taucht am Horizont die weiße Schaumkrone des Tsunami auf, der sich rasend schnell der Küste nähert. Wer solche Zeichen bemerkt, sollte ohne zu zögern höher gelegene Orte aufsuchen, um der Riesenwelle zu entkommen.

Am nordwestlichen Rand der Pazifischen Platte sind Tsunamis besonders häufig. Dort warnen auch Beobachtungsstationen die Bewohner der Küste. Um einen Tsunami vorherzusagen, messen sie die Seebeben im Ozean. Da die Erdbebenwellen schneller sind als die Wellen des Wassers, haben sie immer einen Vorsprung vor dem Tsunami. Darum ist eine Warnung umso rechtzeitiger möglich, je weiter das Seebeben von der Küste entfernt ist.

Diese Wärme heizt das Grundwasser auf, es steigt nach oben und entweicht an der Erdoberfläche als Wasserdampf oder als heißes Wasser. So entstehen Dampf- und Thermalquellen. In Deutschland sind die Städte Wiesbaden und Baden-Baden bekannt für ihre Thermalquellen und Bäder. Solche Quellen können sehr heiß sein, in der Toskana gibt es zum Beispiel Dampfquellen mit 230 Grad Celsius. Aus dieser Wärme gewinnen auch Geothermiekraftwerke Strom.

Manche dieser heißen Quellen liefern ein spektakuläres Naturschauspiel: Plötzlich schießt eine Fontäne aus heißem Wasser aus dem Boden. Die berühmteste dieser Springquellen oder Geysire ist der „Old Faithful“ im Yellowstone Nationalpark in den USA. Etwa alle 90 Minuten spuckt er für einige Minuten eine Wasserfontäne fast 50 Meter in die Höhe. Der Grund: Unter der Öffnung eines Geysirs führt ein langer, dünner Spalt in die Tiefe, der mit Wasser gefüllt ist. Unten ist es kochend heiß, doch das kühlere Wasser im Spalt versperrt den Ausgang. Erst wenn es in der Tiefe heiß genug ist, reicht der Druck, um auf einen Schlag das gesamte Wasser herauszuschleudern: Der Geysir „springt“. Nach dem Ausbruch füllt sich der Spalt wieder mit kaltem Grundwasser und das Aufheizen beginnt von vorne.

Im Wasser und im Dampf der heißen Quellen sind Gase und Salze enthalten, zum Beispiel Kohlendioxid oder Schwefelverbindungen. Einige dieser Stoffe stammen aus dem Magma, andere wurden auf dem Weg durch verschiedene Gesteinsschichten aufgenommen. An der Oberfläche werden die Gase frei, darunter Schwefelwasserstoff, ein Gas, das nach faulen Eiern riecht. Andere Mineralien lagern sich ab, wenn sie an der Erdoberfläche abkühlen. Sie bilden dann eine Kruste, die man auch Sinter nennt. In der türkischen Stadt Pamukkale haben solche Sinter aus Kalk ganze Terrassen geformt.

Heiße Quellen gibt es auch unter Wasser, nämlich am Meeresboden. Schwarze Wolken dringen dort aus Gebilden, die aussehen wie Schornsteine. Es sind die sogenannten Schwarzen Raucher. Was aus ihnen heraussprudelt ist allerdings kein Ruß, sondern bis zu 400 Grad heißes Mineralwasser. In diesem Wasser sind große Mengen an Metallen wie Zink, Eisen oder Kupfer als Schwefelsalze gelöst. Diese Schwefelverbindungen im Wasser sind es, die die heißen Unterwasserquellen schwarz färben.

Was die natürlichen Klimaveränderungen auslöst, versuchen Klimaforscher seit langem herauszufinden. Eine Erklärung dafür ist, dass die Erde beim Umkreisen der Sonne etwas „eiert“. Das kann man sich ähnlich vorstellen wie bei einem Kreisel, nur in viel größerem Maßstab. Sowohl die Neigung der Erdachse als auch die Umlaufbahn der Erde verschieben sich im Lauf von Jahrtausenden, und zwar in einem regelmäßigen Kreislauf. Durch dieses „Eiern“ ändern sich auch Menge und Verteilung der einstrahlenden Sonnenenergie. Über lange Zeiträume hinweg schwanken dadurch die Temperaturen und führen zu Eis- und Warmzeiten.

Auch die Verteilung der Kontinente spielt bei den Schwankungen eine Rolle. Denn ihre Lage hat sich im Lauf der Erdgeschichte ständig verschoben. Wenn große Landmassen den Nord- oder Südpol erreichten, konnten sich dort gewaltige Eismengen ansammeln. Das Eis reflektierte einen großen Teil der Sonnenstrahlen, es wurde noch kälter. Erst wenn sich der Kontinent wieder vom Pol entfernte, stiegen die Temperaturen und ein Ende der Eiszeit war in Sicht.

Die Zusammensetzung der Atmosphäre wirkt sich ebenfalls auf das Klima aus. Je größer der Anteil an Treibhausgasen, wie Kohlendioxid oder Wasserdampf, desto stärker heizt sich die Atmosphäre auf. Ihr Gasgemisch kann durch natürliche Vorgänge verändert werden, beispielsweise durch einen Vulkanausbruch. Spuckt ein Vulkan Feuer und Asche, werden dabei winzige Teilchen hoch in die Luft geschleudert, die Aerosole. Sie reflektieren die Sonnenstrahlen, bevor diese die Erdoberfläche erreichen. Die Temperatur auf der Erde sinkt – zumindest kurzfristig. So folgte dem Ausbruch des Vulkans Tambora im Jahr 1815 ein „Jahr ohne Sommer“. An der Ostküste Nordamerikas fegten damals, mitten in der wärmsten Jahreszeit, Schneestürme über das Land. Die Folge waren katastrophale Missernten.

Im Unterschied zu diesen natürlichen Klimaveränderungen im Lauf der Geschichte ist der aktuelle Klimawandel vom Menschen selbst verursacht. Dass die Durchschnittstemperatur seit gut 150 Jahren steigt, liegt vor allem daran, dass die Menschen immer mehr Kohlendioxid produzieren.