Vulkanismus

Wie Vulkane entstehen

Vulkanismus beschreibt den Vorgang, wenn Gase, flüssige oder auch feste Materialien aus dem Erdmantel über die Erdkruste frei gesetzt werden und sich auf der Erdoberfläche und in Ozeane ergießen.

Die kontinentale Erdkruste ist ca. 30-50 km dick, die ozeanische Erdkruste hat eine durchschnittliche Dicke von ca. 8 bis zu 30 km. Darunter liegt der obere Erdmantel. Erdkruste und oberer Erdmantal bilden gemeinsam die Lithosphäre, wobei die Erdkruste eine geringere Dichte hat und deswegen auf dem schwereren Mantel liegt. Die Lithosphäre ist zusammen gesetzt aus den sieben tektonischen Platten.

Vulkanismus prägt oft das Leben und die Kultur der Menschen, die in Regionen mit ausgeprägter vulkanischer Aktivität leben.

In der Regel sind dies tektonisch aktive Zonen, wie z.B. Subduktionsgebiete. Hierbei trifft eine ozeanische Platte auf eine Kontinentalplatte. Da die ozeanische Platte schwerer ist als die kontinentale, schiebt sich der Kontinent über die ozeanische Platte. Diese wird nach unten gedrückt und taucht in den Erdmantel ab. Durch steigende Temperaturen und höheren Druck entstehen Schmelzen der abtauchenden Platte. In den Schmelzen entstehen Gase, so dass dieses geschmolzene Gestein (Magma) wieder nach oben driftet. Explosionsartig kann die Erdkruste durchbrochen werden, und das Magma entlädt sich an der Erdoberfläche. Die Anden sind so entstanden.

Tektonisch aktive Zonen findet man auch in den Ozeanen, nämlich an den Nahtstellen von auseinander strebenden tektonischen Platten. Aufsteigende Magmen drücken den Meeresboden auseinander, und durch die entstandenen Risse steigt geschmolzenes Mantelgestein nach oben. Es entstehen die mittelozeanischen Rücken als vulkanisch aktive Gebirge in der Tiefsee.

Magmaströme folgen der physikalischen Gesetzmäßigkeit, dass sie (angetrieben durch die Hitze des Erdkerns) nach oben steigen. Je weiter diese nach oben gelangen, desto geringer werden Druck und Temperatur. Die Ströme können in der Lithosphäre unterbrochen werden, es bilden sich Magmakammern. Wird der Druck in den Kammern durch nachfließende Magma wieder erhöht und dringt dann die Gesteinsschmelze im weiteren Verlauf bis zur Erdoberfläche durch, kommt es zu Vulkanausbrüchen.

Stürzt eine Magmakammer sehr nah an der Erdoberfläche ein, ensteht eine Caldera, ein Kessel.

Manchmal befindet sich innerhalb des Erdmantels eine fragile Zone, in der es zu Anomalien kommt. Sehr heißes Material kann hier aus Erdkernnähe aufsteigen und bis zum oberen Erdmantel vordringen. Die Aufstiegszonen werden Mantelplumen genannt und sind bis zu 150 km breit. Im oberen Mantel kommt es durch dieses heiße Material zu einer vermehrten Aufschmelzung. Diese Magmen können aufgrund ihrer geringeren Dichte weiter nach oben aufsteigen und vulkanische Aktivität verursachen, meist mit dem Auswurf basaltischen Materials. Diese ortsgebundenen heißen Zonen nennt man Hotspots. Da sich im Laufe von Millionen Jahren die Lithosphäre über diese Hotspots bewegt, können ganze Inselketten entstehen. Diese Art des Vulkanismus ist nicht unbedingt an Plattengrenzen gebunden, z.B. Kanarische Inseln, Eifel, Hawaii. Auf Island findet man die Kombination zwischen Hotspot und Vulkanismus eines mittelozeanischen Rückens.

Die Inhaltsstoffe der Lava (ausgetrenes Magma) sind Silikatschmelzen, also Moleküle von Silicium, verbunden mit Sauerstoff und einem Metallanteil (meist Magnesium oder Eisen). Man unterscheidet zwischen rhyolitischer Lava, dickflüssig und mit einem SiO²-Gehalt (Quarz) größer als 65% und basischer oder basaltischer Lava mit einem SiO² Gehalt von weniger als 52%. Rhyolithische Lava hat eine Austrittstemperatur von ca. 800 Grad, basaltische Lava hat eine Austrittstemperatur von ca. 1.200 Grad Celsius.

Die Erdkruste besteht u.a. aus: Sauerstoff: 46%, Silicium: 28%, Aluminium: 8%, Eisen: 6% und Magnesium 4%.

Die chemische Zusammensetzung des Erdmantels zeigt u.a. folgende Verbindungen: Siliciumdioxid (SiO²): 46%, Magnesiumoxid (MgO): 37,8%, Eisenoxid (FeO): 7,5%, Aluminiumoxid (Al²O³): 4,2%, Calziumoxid-Branntkalk (CaO): 3,2%.


Durch die Hitze im Erdinneren und die Bewegung der tektonischen Platten wird die Erde also immer wieder umgeformt durch Erdbeben, Vulkanismus, Entstehung von Gebirgen und Veränderung der Ozeane.

Auf der Erde gibt es zur Zeit ca. 1.400 aktive Vulkane, deren letzter Ausbruch weniger als 10.000 Jahre zurück liegt.

Vulkanismus kündigt sich meistens durch Erdbeben an, vor allem, wenn ein Gebiet eine trügerische Ruhe erfuhr.

Einige Vulkane stoßen täglich Magma oder Fumerole aus, sie sind ungefährlicher, da hier weniger Druck aufgebaut wird. Manche ruhen Jahrhunderte oder gar Jahrtausende bis sie explosiv wieder Magma ausstoßen.

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