Gemälde geben Aufschluss über die Atmosphäre vergangener Jahrhunderte

Im 19. Jahrhundert schuf der britische Maler William Turner seine berühmten Landschaftsbilder, die Sonnenuntergänge darauf erstrahlen oft in leuchtenden Farben. Auch andere Künstler dieser Zeit malten die Abendsonne in intensiven Rot- und Orangetönen. Für Wissenschaftler ist das kein Zufall, sie gehen davon aus, dass die Menschen damals tatsächlich solche Naturschauspiele beobachten konnten – wegen Veränderungen in der Atmosphäre. Ein Forscherteam hat dafür alte Gemälde von Sonnenuntergängen verglichen und konnte anhand der Farben nachvollziehen, wie Aschepartikel aus Vulkanausbrüchen die damaligen Lichtverhältnisse verändert haben. Die Ergebnisse wurden im Fachblatt „Atmospheric Chemistry and Physics" veröffentlicht.

Ölgemälde einer Landschaft mit Wald und See im Hintergrund, auf der Wiese im Vordergrund ist eine Herde Ziegenböcke zu sehen. Die Sonne ist gerade untergegangen, der Himmel über dem Horizont erstrahlt in gelb.
Gemälde mit Sonnenuntergang von William Turner

Die Gruppe um Christof Zerefos von der Akademie von Athen in Griechenland analysierte hochauflösende Digitalfotos von über fünfhundert Kunstwerken, die aus den Jahren 1500 bis 1900 stammen und Sonnenuntergänge zeigen. Allerdings können die Farben auf den Fotografien sehr unterschiedlich aussehen, weil manche zum Beispiel bei natürlichem Licht und andere mit Blitzlicht aufgenommen wurden. Deswegen machten die Wissenschaftler eigene Tests und lichteten ein ähnliches Gemälde unter verschiedenen Bedingungen ab. Anschließend unterteilten sie die Kunstwerke in ihrer Analyse in zwei Gruppen: Solche, die bis zu drei Jahre nach einem größeren Vulkanausbruch geschaffen worden waren, und solche, bei denen das nicht zutraf. Voraussetzung war, dass die Bilder eine eindeutige Datierung hatten. Danach bestimmten die Forscher das Rot-Grün-Verhältnis am gemalten Horizont. Dieses Verhältnis zeigt, wie intensiv die Rot-Töne auf den Bildern sind. Außerdem wurde – sofern möglich – der Winkel zwischen der tief stehenden Sonne auf den Bildern und ihrem errechneten Zenit ermittelt.

Die Werte verglichen Zerefos und seine Kollegen mit Modellen, in denen sie die Lichtverhältnisse bei niedrigen, hohen oder extrem hohen Mengen an Vulkanasche in der Luft simulierten. Wenn Gase und Asche aus Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre gelangen, verbreiten sie sich über die ganze Welt. Da die Partikel das Licht stark streuen, führen sie zu Sonnenuntergängen in beeindruckenden Farben. Anhand historischer Quellen und Proben aus Eisbohrkernen ist bekannt, wann in früheren Jahrhunderten Vulkanausbrüche stattfanden, bei denen große Mengen an solchen Aerosolpartikeln ausgestoßen wurden. Klimaaufzeichnungen aus dieser Zeit sind dagegen selten.

Zerefos und sein Team konnten die untersuchten Bilder mit insgesamt acht großen Ausbrüchen in Verbindung bringen. Es gab sogar Maler, deren Werke sowohl vor, während als auch nach solchen Ereignissen entstanden waren. Dazu gehörten William Turner und Caspar David Friedrich – sie erlebten besonders spektakuläre Sonnenuntergänge nach Vulkanausbrüchen in Indonesien im Jahr 1815 und auf den Philippinen 1831.

Obwohl die Rechenmodelle und auch die Bestimmung des Sonnenzenits einige Unsicherheiten enthalten, weisen die Forscher darauf hin, dass es eine deutliche Korrelation gab zwischen der Röte der gemalten Sonnenuntergänge und dem berechneten Aerosolgehalt der Atmosphäre. Dies traf auf alle Bilder zu, unhabhängig von Kunststil und Epoche. Zerefos sieht in der Methode deswegen eine Hilfe für andere Wissenschaftler: „Wir wollten alternative Wege aufzeigen, mit denen sich Informationen über die Atmosphäre in der Vergangenheit gewinnen lassen, und zwar für Orte und Jahrhunderte, von denen keine Messungen vorliegen.“