Vulkane sind wie Erdbeben ein immer wiederkehrender Beweis dafür, dass die Erde auch nach fünf Milliarden Jahren, als sie entstand, noch nicht zur Ruhe gekommen ist und welche Kräfte im Inneren der Erde wirken.

Weltweit gibt es etwa 550 „tätige“ Vulkane. Die vulkanogenen Gesteine, die vom tiefen Inneren an die Erdoberfläche transportiert werden, verraten den Wissenschaftlern etwas über ihre Entstehung und stellen ein Fenster dar, durch das wir einen Einblick in das Erdinnere werfen können.

Vulkane können nützlich sein, denn sie liefern nährstoffreiche Böden, chemische Rohstoffe und Mineralien. Sie können aber auch erheblichen Schaden anrichten und gefährlich sein, wenn sie etwa ihren Staub in die Atmosphäre schleudern und die mitgeförderten Gase bei einem starken Ausbruch das Sonnenlicht abschirmen: Das kann für eine Reihe von Jahren einen Temperaturrückgang zur Folge haben.

Vulkane können sogar tödlich sein, wenn sie Städte zerstören und ganze Kulturen auslöschen. Können wir mit der brodelnden Gefahr leben? Was können wir tun, um uns vor der heißen Glut und den staubigen, schwarzen Wolken zu schützen?

autor.gif (1434 Byte) Monika Mohr
Stand: 19.01.2000

Der Begriff Vulkanismus wird in der Fachwelt dem Begriff Magmatismus zugeordnet. Magmatismus beschreibt alle geologischen Vorgänge, die mit der Bildung und dem Auftrieb von Magma zusammenhängen. Vulkanismus ist dabei die Sammelbezeichnung für alle Vorgänge und Erscheinungen, die mit der Förderung von Gesteinsschmelzen (Magmen) aus tieferen Bereichen der Erde an die Erdoberfläche oder in ihre unmittelbare Nähe zusammenhängen. Mit dem Auftrieb des Magmas bis zur Erdoberfläche kommt es zu vulkanischen Aktivitäten und damit zur Entstehung eines Vulkans.

Plutonismus – Das Magma innerhalb der Erdkruste

Erreicht das Magma jedoch nicht die Erdoberfläche, sondern erstarrt innerhalb der Erdkruste, spricht man von Plutonismus. Unter diesen Begriff fallen alle magmatischen Vorgänge, die sich innerhalb der Erdkruste abspielen.

Die aus der Gesteinsschmelze erstarrten Gesteine nennt man Magmatite. Folglich gibt es Tiefengesteine, die durch Kristallisation von Magma innerhalb der Erdkruste entstehen (Plutonite) sowie Vulkanite, die an der Erdoberfläche erstarrte Magmen sind.

Der Mauna Kea ist der größte Vulkan weltweit. © Vadim Kurland/CC BY 2.0

Erdplattenverschiebung verteilt Vulkane

Die wichtigsten sichtbaren Erscheinungsformen des Vulkanismus sind die Vulkane. Die Verschiebung der Erdplatten ist dabei für die geographische Verteilung der Vulkane verantwortlich. Dort wo die Erdkruste in den Mantel überführt wird (Subduktion) oder Mantelgestein aufsteigt (aufsteigender Ast des Konvektionsstroms), tritt Vulkanismus in Erscheinung. Hat sich im Erdmantel erst einmal eine größere Schmelzmenge gebildet, so steigt diese auf, da das Magma eine geringere Dichte als das umgebene Mantelgestein hat. Die Austrittsstelle von festen, flüssigen und gasförmigen Förderstoffen an der Erdoberfläche wird Vulkan genannt. Es gibt heute auf der Erde 550 „tätige“ Vulkane.

Untersuchung des Mauna Kea

Im März dieses Jahres haben Forscher ein Projekt gestartet, um den Vorgängen beim Vulkanismus weiter auf die Spur zu kommen, denn noch längst ist nicht alles erforscht: Der größte Vulkan der Welt, der Mauna Kea auf Hawaii, wird sozusagen „angebohrt“. Diese wissenschaftlichen Bohrungen dienen der Untersuchung der Prozesse, die zur Bildung flüssigen Gesteinsmaterials im tiefen Erdmantel führen. Die Bohrung wird dabei bis in eine Tiefe von 4,5 Kilometern getrieben und soll über die Entstehung des größten Vulkans Auskunft geben.

Die Hawaii-Inseln, die durch Hot-spot-Vulkanismus entstanden sind, liegen auf einem Mantel-Plume. Die Entstehung dieser Plume ist bisher wenig erforscht. Die Wissenschaftler dieses Projekts, das u.a. vom Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) betreut wird, vermuten, dass hier Gestein, das an einer völlig anderen Stelle und vor Hunderten Millionen Jahren durch Subduktion in den Erdmantel verschluckt wurde, durch den Vulkan wieder an die Erdoberfläche gefördert wird. Der Nachweis für einen solchen Prozess wäre eine geowissenschaftliche Sensation.

Ungefähr 80 Prozent der Erdoberfläche, Meeresböden und Festland inbegriffen, sind aus geschmolzenen Gestein entstanden, das aus den Tiefen des Erdinneren aufstieg. Wenn eine Schmelze die Oberfläche erreicht, kühlt sie ab, und erhärtet zu einem vulkanischen Gestein.

Stand: 19.01.2000

Zum Ausbruch eines Vulkans, zu einer Eruption, kommt es durch den Auftrieb von Schmelzen bis an die Erdoberfläche.

Geologen gehen heute davon aus, dass im oberen Mantelbereich der Erde Temperaturen bis 1.200 Grad Celsius und mehr erreicht werden. Diese Temperaturen sind hoch genug für den Schmelzbeginn der Gesteine in Tiefen zwischen 100 und 400 Kilometern. Diese Zone wird Asthenosphäre genannt. Das Magma stellt in der Tiefe eine hochkomprimierte Flüssigkeit dar, die in einem ungestörten Krustenbereich dem Druck der auflagernden Gesteinsmassen der Lithosphäre unterliegt.

Wie entsteht Magma?

Zur Bildung von Magmen, das in die Erdkurste oder sogar bis zur Erdoberfläche aufsteigt, kommt es, wenn heißes Mantelmaterial aufsteigt und dabei teilweise aufschmilzt. Der Aufstieg von Mantelgestein ist zum einen Folge der thermischen Konvektion im Erdmantel oder aber er beruht darauf, daß weniger dichtes Material einen Auftrieb erfährt (vergleichbar einem Ballon, der mit einem Gas gefüllt ist, das eine geringere Dichte als Luft hat). Mantelmaterial geringerer Dichte entsteht zum Beispiel bei der Subduktion, wenn das subduzierte Material in zunehmend größeren Tiefen zunehmenden Drucken und Temperaturen ausgesetzt wird und dabei Wasser abgibt. Das Wasser reagiert mit den Mineralen des Erdmantels, wobei weniger dichte wasserhaltige Minerale entstehen.

Yellowstone Magmakammer © Gemeinfrei

Erreicht der teilweise aufgeschmolzene Mantel oder auch das schon abgetrennte Magma die Unterseite der Erdkruste, so dringt das Magma entlang tektonischer Verwerfungen in Spalten und Hohlräumen nach oben, bis der hydrostatische Druck dem Belastungsdruck der umgebenen Gesteinsschichten entspricht. Dringt das Magma nicht bis an die Erdoberfläche, kommt es zur Ausbildung einer Magmenkammer in der Erdkruste.

Ankündigung durch unterirdische Beben

Die Gase, vor allem Wasserdampf aber auch Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Stickstoff und viele andere, werden jedoch durch den abnehmenden Überlastungsdruck vermehrt freigesetzt. Diese Gase können einen ungeheueren Druck in der Magmakammer aufbauen. Wenn dieser den Gegendruck der überlagernden Gesteine übertrifft, wird die Decke weggesprengt und die Schmelze „schießt“ explosionsartig nach oben. Dieser Vorgang ist mit dem Öffnen einer Sektflasche zu vergleichen, bei dem die gelöste Kohlensäure durch den plötzlichen Druckabfall nach oben strömt.

Die Eruption kündigt sich oftmals durch unterirdische Beben an. Der Boden beginnt zu beben und sich aufzuwölben, glühende Gasmassen werden ausgestoßen, Wasserdampfwolken erscheinen, und unter ungeheurem Druck wird aus einer trichterförmigen Öffnung, dem Krater, das Auswurfmaterial an die Oberfläche transportiert.

Je nach Viskosität des durchbrechenden Magmas können diese Auswurfstoffe Gesteinstrümmer, Aschen oder Schlacken und Lavafetzen sein, denen ein Lavastrom folgen kann. Je saurer, d.h. kieselsäurereicher die Schmelze und je höher der Anteil an Wasser ist, desto explosionsartiger erfolgt der Ausbruch und damit die Förderung des Auswurfmaterials. Die z. T. gewaltigen Mengen an vulkanischem Fördermaterial können dabei ganze Landstriche verwüsten und mehrere Meter hoch bedecken.

Die Eruptionswolken bestehen aus einem Gemenge von Gas, Asche und festen Bestandteilen, die durch die Wucht des Ausbruchs weite Strecken zurücklegen und erst in weiter Entfernung zur Ausbruchsstelle abgelagert werden können. Wenige Eruptionen erzeugen die tödlichen Glutwolken aus glühender Asche, die mit einer Geschwindigkeit von oft mehr als 200 Kilometer pro Stunde die Vulkanhänge herabstürzen und

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Das Vorkommen der Vulkane ist eng verknüpft mit den Prozessen der konvergierenden und divergierenden Platten. Die etwa 550 aktiven Vulkane der Erde sind also nicht wahllos auf der Erdoberfläche verteilt, sondern zeigen ein bestimmtes Verteilungsmuster, z. B. entlang der Plattengrenzen. Man findet Vulkanismus an mittelozeanischen Rücken, wo sich ozeanische Platten trennen. Weiterhin an kollidierenden Ozeanplatten, bzw. bei der Kollision zwischen einer ozeanischen und einer kontinentalen Platte und in Form von Hot-spots.

Vulkanismus an konvergierenden Platten

Rund 90 Prozent aller aktiven bzw. bis in die jüngere Zeit tätig gewesenen Vulkane sitzen an den Rändern der Krustenplatten, d. h. also in Schwächezonen der Erde. An der Umrahmung des Pazifiks sind alleine schon 62 Prozent dieser Vulkane angeordnet (Pazifische Sippe). Sie liegen im Bereich der Subduktionszonen, hinter den abtauchenden Lithosphärenplatten. Wenn eine ozeanische Platte von einer Platte mit einem Kontinent an ihrem Vorderrrand überfahren wird, bildet sich an der Kollisionszone in der Nähe des Kontinentalrandes eine bogenförmige vulkanische Bergkette. Die Anden kennzeichnen die Konvergenzzone zwischen der ozeanischen Nazca-Platte und Südamerika.

Vulkanismus an mittelozeanischen Rücken

Die zweite Gruppe von Vulkanen ist an den Grenzen der divergierenden Platten angesiedelt, und zwar entlang der mittelozeanischen Rücken. Der Meeresboden ist hier auseinandergebrochen, an denen sich nun die Platten trennen und Basalt aufsteigt. Die Spalte zwischen den sich trennenden Platten erstreckt sich nach unten bis in die Asthenosphäre. Basaltische Magmen steigen in die Lücke zwischen den auseinanderdriftenden Platten auf, fließen über die Spalten hinaus und bilden so zum einen die ozeanischen Rücken, weiterhin Vulkane, basaltische ozeanische Kruste und aus Basalt bestehende Inseln, wie z. B. Island.

Aktiver Vulkan auf Island. © Boaworm/CC BY 3.0

Island ist ein über dem Meeresspiegel aufgeschlossener Abschnitt des Mittelatlantischen Rückens. Diese Insel besteht überwiegend aus Basalt. Wiederholte Messungen haben ergeben, daß sich Island im Zustand der Dehnung befindet – es wird buchstäblich auseinandergezogen – dabei bewegt sich eine Hälfte mit der eurasischen Platte nach Osten, die andere mit der Nordamerikanischen Platte nach Westen. Dadurch entstehen die Spalten. Island wächst durch stetig sich wiederholende Eruptionen (=Spalteneruption).

Die dritte Gruppe sind die Hot-spot-Vulkane im Inneren der ozeanischen oder kontinentalen Platten.

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Die meisten Inseln in den Ozeanen sind vulkanischen Ursprungs, wie die Insel Hawaii, die mit dem Mauna Kea den größten Vulkan der Erde beherbergt. Er ist ein riesiger Vulkan, der 10.000 Meter über dem Meeresboden aufragt und ein Volumen von 40.000 Kubikkilometer hat. Mit dieser Basalt-Lava könnte die Schweiz flächendeckend mit einer ein Kilometer mächtigen Gesteinsschicht bedeckt werden. Dieser Schildvulkan ist 4.206 Meter hoch, und unter seinem Gipfel befindet sich in etwa drei bis sechs Kilometer Tiefe eine Magmakammer, die aus einem mindestens 50 Kilometer langen senkrechten Förderkanal (Mantel Plume) gespeist wird.

Der Mauna Kea hat ein Volumen von über 40.000 Kubikmetern. © Brian W. Schaller/CC BY-NC-SA 3.0

Der Mauna Kea ist zusammen mit den anderen Hawaii-Inseln ein Glied in einer ganzen Kette von zusammengehörenden Vulkanen (Hot spots), die zum einen wegen der fehlenden Magmakammer, die sie einst hochhoben, und durch Erosion immer niedriger geworden sind und schließlich unter die Meeresoberfläche abgetaucht sind. Sobald sie unter Wasser geraten, bilden sich unter ihnen Flachwassersedimente und Riffbauten (Atolle).

Aneinanderreihung von Vulkaninseln

Hotspots sind lokale, ortsstete und über lange geologische Zeiträume hinweg bestehende Aufschmelzschlote, die sog. Mantel Plume, unterhalb der Lithosphäre, die in Form von Vulkanismus erkannt werden. Die Lithosphäre wandert über diesen Schloten, den aufsteigenden Konvektionsströmen hinweg, sodass viele ozeanische Vulkaninseln kettenartig aneinandergereiht entstehen. Die Vulkane in der Kette haben alle eine topographische Schwelle, die einen erhöhten Wärmezufluß aufweist und somit die seismischen Wellen des unter ihr liegenden Mantels erheblich abbremsen.

Bis heute kennt man 53 Hot spots in den Ozeanen und 69 auf den Kontinenten, die während der letzten 10 Millionen Jahre aktiv waren. In Deutschland gehören z. B. die Eifel-Vulkane dazu, weiterhin zählen die Vulkane der Auvergne, das Tibesti und das Ahaggar-Gebirge in der Sahara hierzu.

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Je nach Art eines Ausbruchs lassen sich auch die vulkanischen Förderprodukte unterscheiden. Bei der Effusion kommt es zum Ausfluss von Lava. Beim explosiven Ausbruch werden Lockerprodukte, wie Asche gefördert. Gasförmige Stoffe treten dagegen bei der Exhalation aus.

Die Lava wird je nach Säuregehalt dickflüssiger. © Gemeinfrei

Wenn das glutflüssige Gestein des Erdinneren, das Magma, aus dem Vulkan austritt, wird es Lava genannt. Unter Lava versteht man das ausgeflossene, noch flüssige oder erstarrte Magma. Sie tritt bei Vulkanausbrüchen mit Temperaturen von 1.000 bis 1.300 Grad Celsius an der Erdoberfläche aus. An der Oberfläche kühlt die Lava zuerst ab und es bildet sich aufgrund der Gas-Entbindung eine rauhe, blockartige Oberfläche. Je höher der Anteil an Kieselsäure, d.h. je sauer die Lava, desto zähflüssiger ist sie. Beim Abkühlungsprozeß entstehen die typischen, zumeist sechseckigen Basaltsäulen, die man häufig als markante Objekte in der Landschafts findet. Basalt ist das häufigste Vulkanitgestein und besitzt die höchste Verbreitung. Durch seine Verwitterungsbeständigkeit wird der Basalt als Baustein geschätzt.

Die Lavatypen

Blocklaven sind dabei zähflüssige und gasreiche saure Schmelzen. Wegen ihrer höheren Viskosität können die Gase nur langsam entweichen, so daß das Gestein nach der Erstarrung der Lava gasreich bleibt und sich an der Oberfläche sehr rauh anfühlt und von Blöcken geprägt wird.

Die gasarmen, meist basischen Schmelzen sind im allgemeinen viel dünnflüssiger und bilden durch die raschere Fließbewegung bizzare wulst- und strickartige Oberflächenformen ( = Seil- oder Stricklava).

Fließt Lava auf den Meeresboden aus, so entstehen durch die jähe Abkühlung kissengroße, zusammenhängende Körper, die man als Kissenlava bezeichnet. Sie sind im Innern noch flüssig, von außen werden sie von einer Glashaut überzogen, die einen rundlichen oder ovalen Lava-Körper einschließt.

Sehr hohe Temperaturen

Zu den ausgeworfenen Lockermassen gehören die Bimssteine, die unregelmäßige Fetzen sehr viskoser, stark explosiver Magmen darstellen. Aufgrund von plötzlicher Druck-Entlastung blähen die entweichenden Gase die erstarrende Lava stark auf, sodass diese sehr porös und leichter als Wasser wird.

Insgesamt bilden die im Temperaturbereich von 700 – 900 Grad Celsius erstarrten Laven den größten Teil der Vulkanite.

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Tuff

Die bei der Effusion geförderten Lockergesteine setzen sich aus unterschiedlichen Gesteinsgrößen zusammen, wie z. B. Asche, Lavafetzen und Gesteinstrümmer. Durch Rotieren während des Fluges nehmen die noch heißen Schmelzen rundliche, gedrehte oder spindlige Formen an. Die abgelagerten und verfestigten Auswurfprodukte werden als Tuff bezeichnet, was soviel heißt wie poröser Stein.

Die Bestandteile des Tuffs haben je nach Größe verschiedene Namen: Lapilli sind etwa nußgroße Steinchen, Blöcke sind größere, eckige Auswürflinge und Bomben sind große, spindlige Blöcke.

Besteht der Tuff fast nur aus Asche, kann er sich zu meterhohen Schichten auftürmen und ganze Landschaftsräume bedecken. Verfestigt sich das der Tuff mit der Zeit, so wird er Tuffstein genannt.

Gesteinsgläser

Im Falle einer sehr schnellen Abkühlung, entsteht aus gasarmer Lava ein kompaktes Gesteinsglas. Ein solches vulkanisches Glas ist der Obsidian. Seine Struktur erhält er dadurch, daß die Gase nicht entweichen können und weiterhin im Gestein verbleiben. Der Obsidian wurde wegen seiner Scharfkantigkeit in der Steinzeit zur Herstellung von Waffen und Arbeitsgeräten verwendet.

Bei gasreicher, zähflüssiger Lava entsteht bei schneller Abkühlung Bimsstein. Dieser besitzt ein Porenvolumen von bis zu 85 Prozent. Durch eine plötzliche Druckentlastung an der Erdoberfläche wandern die Gase aus und bewirken die vielen Hohlräume im Gestein. Dadurch schwimmt der Bimsstein auf dem Wasser.

Gase

Vulkanische Gase präsentieren sich in der unterschiedlichsten Form. Die Exhalation ist die zurzeit noch einzige vulkanische Tätigkeit des Vulkanismus in der Eifel. So wird die in sogenannten Säuerlingen geförderte Kohlensäure mit Quellwasser versetzt und schafft damit die wirtschaftliche Grundlage für die Mineralwasserproduktion in dieser Gegend.

Ganz anders verhält es sich in Java, wo im Bereich des Mount Ijen die Ablagerungen des Schwefeldampfes gewonnen werden. In mühevoller Arbeit bauen die nur durch Stoffreste vor Mund und Nase geschützten Arbeiter bis zu zehn Tonnen Schwefel täglich ab. Gasreiche Vulkanexplosionen bilden bis zu 30 Kilometer hohe Rauchsäulen und können durch langlebige Aerosolwirkstoffe das Klima nachhaltig beeinflussen.

Vulkanische Gase können hochgiftig sein. So entwich 1986 aus dem Nios-Kratersee in Kamerun Giftgas und tötete 2.000 Menschen.

Die Glutwolke © Gemeinfrei

Glutwolken

Glutlawinen gehören zu den gefährlichsten vulkanischen Phänomenen. Sie bestehen aus einem Gemisch von Asche und vulkanischem Gas, das dichter als die Atmosphäre ist. Diese können sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 Kilometer pro Stunde hangabwärts bewegen und treten etwa bei der Hälfte aller Vulkanausbrüche auf. Am verheerendsten von allen auf der Erde vorkommenden Naturkatastrophen sind wohl die auch in der jüngeren Erdgeschichte wiederholt aufgetretenen „Ignimbrit-Eruptionen“.

Hierbei breiten sich Glutwolken mit Geschwindigkeiten von vermutlich bis über 500 Kilometer pro Stunde über Gebiete von mehreren hundert Kilometern Durchmesser aus. Die Glutwolken selbst sind so heiß, daß glutflüssige Partikel vom Himmel regnen und auf der Erdoberfläche zu einer durchgehenden Gesteinsdecke erstarren. Eine der schlimmsten Katastrophen dieser Art ereignete sich am 8.Mai 1902 beim Ausbruch des Mt. Pelée auf Martinique, als durch eine Glutwolke die 30.000 Einwohner der Stadt Saint-Pierre ums Leben kamen. Lediglich zwei Einwohner überlebten die Katastrophe.

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Das klassische Bild eines Vulkans ist der gleichmäßige Kegel, auf dessen Gipfel sich ein tiefer Krater befindet. Doch in Wirklichkeit existieren eine ganze Reihe unterschiedlicher Formen, die auf die Art des Förderprozesses rückschließen lassen.

Der Erta Ale ist ein Schildvulkan Äthiopiens. © filippo_jean/CC BY-SA 2.0

Schild- und Deckenvulkane

Die größten Vulkane sind die Schildvulkane der Hawaii-Inseln. Der Mauna Kea liegt dabei mit 4.201 Meter Höhe und einer Basis in 5.000 Meter Wassertiefe an der Spitze. Typisch für die Schildvulkane ist ihre weiträumige Ausdehnung und ihre flache Hangneigung. Der Grund dafür liegt in der Beschaffenheit der geförderten Lava, die aufgrund ihres geringes Gehaltes an Kieselsäure relativ dünnflüssig ist. Dadurch kann sie schon bei geringer Hangneigung weite Strecken zurücklegen und dabei große Gebiete bedecken. Bei den Schildvulkanen liegt zumeist ein zentraler Förderschlot vor.

Decken- oder Plateauvulkane besitzen einen ähnlichen Aufbau wie die Schildvulkane, fördern jedoch ihre zumeist noch dünnflüssigere Lava entlang von Spalten. Dadurch kommt es zur Bildung von Lavaplateaus, die eine Ausdehnung von mehreren hunderttausend Quadratkilometern besitzen können. Im allgemeinen liegen mehrere Lavadecken übereinander, wobei eine Decke in der Regel nur 5 – 15 Meter dick ist. Deckenvulkane können die Morphologie und das Flußnetz ihrer Umgebung von Grund auf verändern.

Schichtvulkane

Einen anderen Aufbau haben Schichtvulkane, die auch als Stratovulkane bezeichnet werden.

Schichtvulkan Mount Mayón/PhilippinenDas Photo zeigt den Mount Mayón/Philippinen als typischen Schichtvulkan. Sie werden meist von kieselsäurereichen, d. h. sauren Magmen gespeist und bauen steile Kegel auf. Die zähflüssigen Laven bewegen sich nur langsam und lagern sich in unmittelbarere Nähe des Kegels ab.

Inaktiver Schichtvulkan in den Anden. © Zuarin

Schichtvulkane haben eine großes Explosionspotential. Die Hälfte des Magmas wird in Form von Pyroklastiten, also Aschen und Tuffen, ausgeworfen, die andere Hälfte in Form von Lava. Nur die feinen Fragmente werden genügend hoch transportiert, um von Wind weit abgetrieben zu werden. Die gröberen Anteile fallen größtenteils auf den Vulkan selbst zurück. Die Folge ist eine konzentrische Ablagerung um das Eruptionszentrum. Beim gewaltigen Ausbruch des Krakataus in Indonesien starben bspw. im Jahre 1883 über 35.000 Menschen.

Lockerstoffvulkane

Ist das Magma durch einen hohen Anteil an Kieselsäure äußerst zähflüssig, gelangt es nicht mehr an die Oberfläche.

LockerstoffvulkanExplosionsartige Ausbrüche fördern in diesem Fall nur Lockerprodukte, wie Bimsstein,vulkanische Asche und Lava-Fetzen. Dabei können ganze Landstriche unter einer vulkanischen Lockerdecke begraben werden. Die Form dieses Vulkantyps ist eher flach, seine Ausbruchstelle häufig von einem Wall umgeben. Einer der besterforschten fossilen Vulkane ist der Laacher-See-Vulkan, der vor rd. 11.000 Jahren als letzter hochexplosiver Vulkanausbruch Mitteleuropas zeitweise bis zu 100.000 Tonnen Asche und Gase pro Sekunde förderte. Die Umgebung wurde von einer mehreren Meter hohen Bimssteinschicht vollständig bedeckt.

Caldera-Vulkane

Bei starken Ausbrüchen kann der Berggipfel durch den ungeheuren Druck komplett weggesprengt werden. Der so entstandene Kraterkessel wird als Caldera bezeichnet. Eine Caldera kann allerdings auch durch den Einsturz der Magmenkammer entstehen. Man nimmt an, daß nach starken Ausbrüchen, bei denen riesige Mengen von Magma gefördert wurden, ein Hohlraum in der Magmakammer entsteht. Hält dieser der überlagernden Last nicht mehr Stand, bildet sich durch den Einsturz die Caldera.

Calderen können einen Durchmesser von 20 Kilometern haben. Der Kessel kann dabei bis zu 1.000 Meter tief sein. Die griechische Insel Santorini ist ein typisches Beispiel für einen Caldera-Vulkan, wobei der gewaltige Ausbruch im Jahre 1450 v. Chr. auch große Teile des Berggipfels weggesprengt hat.

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Vesuv (Italien)

Für die Römer kommt der Ausbruch des Vesuv im Jahre 79 n. Chr. vollkommen unerwartet, denn der Feuerberg gilt seit Jahren als erloschen. Bei seinem Ausbruch stößt der Vulkan riesige Rauchwolken aus. Drei Städte werden unter einer sieben bis neun Meter dicken Aschenschicht begraben. Die herabregnende Asche ist glühend heiß, so dass die meisten Menschen fast augenblicklich beim Einatmen sterben.

Ätna (Italien)

Am 11. März des Jahres 1669 ereignet sich ein dramatischer Ausbruch am Ätna. Angekündigt von einigen Erdbeben öffnet sich an diesem Tag eine 12 Kilometer lange Spalte, aus der Lava herausquillt. Die Lavaströme erreichen die Stadt Catania und zerstören sie. Auch heute noch ist der Ätna aktiv. Sein letzter größerer Ausbruch fand 1993 statt.

Tambora (Indonesien)

Der Ausbruch des Tambora im Jahr 1815 ist einer der stärksten in der Geschichte. Er hat ein „Jahr ohne Sommer“ als Folge. Riesige Aschenmengen werden in die Atmosphäre gestoßen und die Temperaturen sinken. Bei diesem Ausbruch sterben viele Menschen in heißen Aschenwolken oder weil sie direkt von herausgeschleuderten Trümmern getroffen wurden. Über 80.000 Menschen sterben aber an der Hungersnot und den Krankheiten, die auf den schweren Ausbruch folgen.

Krakatau (Indonesien)

Beim Ausbruch des Krakatau 1883 wird die Hälfte der gleichnamigen Insel in die Luft gesprengt. Der Donnerschlag der Explosion ist noch in 5.000 Kilometern Entfernung zu hören. Durch die Wucht der Explosion entsteht eine riesige, fast 40 Meter hohe Flutwelle, die die umliegenden Inseln überflutet. Von der ehemals großen Vulkaninsel bleiben nur drei kleine Eilande und ein „Kind des Krakatau“ genannter Vulkanschlot erhalten.

Mont Pelée (Martinique)

Am 8. Mai 1902 bricht der Mont Pelée auf Martinique aus. Die Bewohner der unterhalb des Vulkans gelegenen Stadt St. Pierre haben keine Chance. Eine Lawine aus glühend heißer Asche und Gas überrollt die Hafenstadt – 36.000 Menschen sterben.

Mt. St. Helens (USA)

Am 18. Mai 1980 bricht der Mount St. Helens im US-Bundesstaat Washington nach einer langen Ruhephase aus. Nach einem Erdstoß rutscht der nördliche Bereich des Gipfel den Hang hinab. Seitlich aus dem Berg schießt eine gewaltige Dampfwolke heraus. Asche- und Gaswolken werden bis zu 18 Kilometer hoch in den Himmel gestoßen. Eine glühendheiße Lawine aus Staub und Gas rast mit einer Geschwindigkeit von 600 Kilometer pro Stunde den Berg hinunter. Sie zerstört alles, was ihr in den Weg kommt. 500 Quadratkilometer Land wurden total verwüstet.

Nevado del Ruiz (Kolumbien)

1985 bricht der über 5.000 Meter hohe und ständig von Schnee und Eis bedeckte Nevado del Ruiz aus. Obwohl die Explosion nicht besonders stark ist, geht von dem Berg eine extreme Gefahr aus. Die Schnee- und Eismassen am Gipfel beginnen zu schmelzen, vermischen sich mit Böden und Geröll und schießen die Hänge herunter. Diese Schlammströme erreichen die Stadt Armero und reißen die Menschen in den Tod.

Merapi (Indonesien)

Der Merapi auf der Insel Java ist ein besonders aktiver Vulkan. In regelmäßigen Abständen – ungefähr alle fünf bis zehn Jahre – kommt es zu mehr oder weniger starken Ausbrüchen. Bei diesen Explosionen rast dann eine gefährliche Mischung aus Gas und losem vulkanischen Material bergab. So geschah es auch 1932. Damit in Zukunft Vulkanausbrüche besser vorhergesagt werden können, untersuchen Wissenschaftler den Merapi besonders intensiv.

Stand: 19.01.2000

Da der Ausbruch eines Vulkanes oft sehr spektakulär ist, und die Presse- und Medienwelt dieses Naturereignis meistens als bedrohliche Gefahr darstellt, entsteht bei vielen Menschen der Eindruck einer überwältigenden, alles zugrunderichtenden Naturgewalt. Und in der Tat gab es in der Vergangenheit Todesopfer aufgrund von Vulkanausbrüchen zu beklagen: In den letzten 500 Jahren starben ca. 200.000 Menschen durch die Folgen von Vulkanausbrüchen.

Wenig bis keine Todesopfer

Es haben sich bis heute aber auch Tausende von Ausbrüchen ereignet, ohne Todesopfer zu fordern. Wirklich gefährlich sind nur die großen Explosivausbrüche der Vulkane mit zähflüssigem Magma. Im Verhältnis zu anderen Katastrophen wie Erdbeben, Sturmfluten und Orkanen oder gar Kriegen sind die Todesopfer zahlenmäßig bei Vulkanausbrüchen eher gering. Ganz zu schweigen von der beachtlichen Zahl der jährlichen Verkehrsopfer.

Ausbruch des Vulkans St.Helens/USA © Gemeinfrei

Beim Ausbruch des Vulkans St. Helens/USA 1980 stiegen Aschewolken mit über 1.000 Meter langen Lichtblitzen auf und eine Schuttlawine, der weggesprengte obere Bergteil, schoß mit 260 Kilometer pro Stunde zu Tal, übersprang eine 360 Meter hohe Talwand und überdeckte ein anderes Tal auf 21 Kilometer Länge mit einer bis zu 150 Meter starken und 1 bis 2 Kilometer breiten Ablagerung. In einer zweiten Ausbruchsphase verschüttete der Vulkan ein Gebiet von 550 Quadratkilometern, eine Fläche, die etwa der Größe des Bodensees entspricht. Die Luft war so voller Staub, daß die Sichtweite um 15:00 Uhr Ortszeit nur 3 Meter betrug. Die feineren Partikel benötigten mehrere Monate, um zum Erdboden zurückzusinken. Trotz der beeindruckenden Zerstörungskraft war dies nur ein mittlerer Vulkanausbruch.

Bei weitem gewaltiger (4,5fache des St. Helens, gemessen an der Energie) war der Ausbruch des Tambora/Indonesien im Jahre 1815. Hier kamen etwa 12.000 Menschen durch heiße Stein- und Ascheregen ums Leben. Die Verwüstungen, die der Ausbruch mit sich brachte, waren noch schlimmer: Etwa 54.000 Einwohner von Sumbava und Lombok starben an Hungersnot, die durch den Ausbruch hervorgerufen wurde. Unter den gewaltigen Mengen an vulkanischem Material, das beim Ausbruch gefördert wurde, war vor allem Schwefeldioxid, das in die Stratosphäre aufstieg, dafür verantwortlich, daß sich das Weltklima für Jahre um 2 bis 3 °Celsius abkühlte.

Vulkaneinsturz löste Flutwelle aus

Der Krakatau-Ausbruch von 1883 forderte zwar keine direkten Opfer, aber durch den Einsturz des Inselvulkans gegen Ende des Ausbruchs entstand eine 20 Meter hohe Flutwelle, in der 36.400 Küstenbewohner der benachbarten Inseln Java und Sumatra umkamen. Der Donner dieses gewaltigen Ausbruchs war bis nach Australien zu hören. Asche ging über ein Gebiet von 830.000 Quadratkilometern nieder. Sie verteilte sich über mehr als 70 Prozent der Atmosphäre und absorbierte 20 Prozent der Sonneneinstrahlung. Auch hier sank, wie beim Tambora, die mittlere Jahrestemperatur der Erde für die Dauer von drei Jahren um 0,5 ° – 0,8 ° Celsius.

Stand: 19.01.2000

Fruchtbarkeit vulkanischer Böden

Vulkanite liefern bei ihrer Verwitterung wegen ihres Phosphor- und Kaligehalts sehr nährstoffreiche Böden, auf denen besonders Fruchtbäume und Weinstöcke ausgezeichnet gedeihen. Daher sind die unteren Hänge der Vulkane in gemäßigten und tropischen Klimazonen meist dicht bevölkert. Nur wenige dieser Vulkane haben katastrophale Ausbrüche, die die Vulkan Pu´u O´o/Hawaiigesamte Kulturlandschaft auf Jahrzehnte vernichten würde. Die meisten Ausbrüche fördern nur mäßige Mengen von Aschen, die rasch verwittern und als mineralisches Düngemittel wirken. Das Risiko von Zerstörungen ist im allgemeinen klein im Vergleich zu dem reichen Ernteertrag der verschonten Gebiete des Vulkans.

Schwefelmine in Indonesien. © Uwe Aranas/CC-BY-SA-3.0

Vulkanische Rohstoffe

In den südamerikanischen Anden und in Indonesien wird bspw. der Schwefel der solfatarisch tätigen Vulkane abgebaut. Seit dem Altertum werden aus den durch Fumarolengase in Kaolin umgewandelten Vulkaniten Porzellanerde und Alaun gewonnen. Die meisten Zinnober- und Antimon-Lagerstätten sind unter subvulkanischen Bedingungen aus magmatischen Restlösungen entstanden. Unter ähnlichen Bedingungen bildeten sich auch Goldlagerstätten, z. B. in Siebenbürgen und Japan. Magmatischen Ursprungs sind auch die meisten Erze von Kupfer, Blei, Zink, Uran, u. a.

Die Liste ließe sich noch beliebig fortführen: So verwendeten bereits die Ägypter und Römer Basalte, metamorphorisierte Rhyolithe und Andesite als Ornamentsteine und für Skulpturen.

Vulkanische Energie

Unter günstigen Umständen kann die vulkanische Wärme nutzbar gemacht werden (Geothermik). Sogenannte Naturdampfkraftwerke können große Mengen an Energie erzeugen. Der Dampf bricht mit Überschallgeschwindigkeit unter ohrenbetäubendem Lärm aus den Bohrlöchern hervor. Ein einziges Bohrloch kann bis 10.000 Kilowatt liefern, d. h. 80 Millionen Kilowatt im Jahr. Die aus Naturdampf (Geysire) gewonnene elektrische Energie ist drei- bis viermal billiger als die der Wasserkraftwerke, der thermoelektrischen Anlagen oder Kernreaktoren. Naturdampfkraftwerke stehen z. B. in Wairakey/Neuseeland oder in Kalifornien/USA, in Mexiko, Japan, Philippinen und Island.

In Vulkangebieten, wo Magma relativ nahe unter der Erdoberfläche liegt, steigt die Temperatur der Erde viel schneller an als üblich. Das Grundwasser in diesen Regionen wird erhitzt. In einigen Gebieten wird das heiße Grundwasser zur Heizung genutzt. Reykjavik/Island wird z. B. die „Stadt ohne Schornsteine“ genannt; Hier ist nahezu jeder Haushalt an das Fernwärmenetz angeschlossen. Die Stadt liegt sozusagen auf einem Heißwasserboiler. In einer Tiefe zwischen 600 Meter und 2.800 Meter kann warmes Wasser oder Dampf gezapft werden. Die Temperatur liegt zwischen 79° und 131° Celsius.

Stand: 19.01.2000