Vulkanismus

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Entstehung der verschiedenen Laven und Förderprodukte

Die Magmatite werden nach ihrem Gehalt an Kieselsäure in saure, intermediäre und basische Gesteine eingeteilt. Das häufigste vulkanische Gestein, der Basalt, ist basisch mit weniger als 52 Prozent Kieselsäure, die intermediären Vulkanite Andesit und Dazit enthalten 52 bis 65 Prozent und der saure Rhyolith mehr als 65 Prozent Kieselsäure. Die chemische Zusammensetzung bestimmt weitgehend die Eigenschaften des Magmas, damit die Art des Ausbruchs und den Typ des dabei entstehenden Vulkans. Mit zunehmendem Kieselsäuregehalt (je saurer das Gestein ist) nehmen auch die Gehalte an Natrium und Kalium zu, außerdem nimmt die Viskosität zu (die Schmelze ist zähflüssiger), aber die Schmelztemperatur nimmt ab. Umgekehrt steigt mit abnehmendem Kieselsäuregehalt der Gehalt an Calcium, Magnesium und Eisen, die Viskosität nimmt ab (die Schmelze ist flüssiger), die Schmelztemperatur nimmt zu.

Von besonderer Bedeutung ist die Viskosität: Eine niedrigviskose, basische Lava fließt leicht und schnell aus (so genannter effusiver Vulkanismus), während eine zähe, saure Lava im Förderkanal stecken bleiben kann. Dadurch kann sich ein sehr großer Druck aufbauen, der schließlich den Pfropfen wegsprengt (so genannter explosiver Vulkanismus). Diese Art des Vulkanausbruchs ist oft mit verheerenden Katastrophen verbunden. Bei explosiven Vulkanausbrüchen entstehen auch besondere, so genannte pyroklastische oder vulkaniklastische Gesteine oder auch Tephra. Dabei wird die Lava, verursacht durch den abfallenden Druck, durch plötzlich frei werdende Gase zerrissen und in die Luft geschleudert. (Diesen Vorgang kann man sich behelfsmäßig erklären, indem man an eine Flasche Mineralwasser denkt, die geöffnet wird: Durch den plötzlichen Druckabfall in der Flasche wird das zuvor unter Druck gelöste Gas frei und sprudelt an die Oberfläche.) Die niederfallenden Lavabruchstücke bilden dann vulkanische Lockermassen, bei feinen Partikeln entstehen die vulkanischen Aschen. Verfestigte vulkaniklastische Gesteine werden Tuff genannt.

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Oberflächenvulkanismus

Kontinentaler Vulkanismus hat zwar einen wesentlich geringeren Umfang als submariner Vulkanismus, was das Volumen des Magmas betrifft, aber er ist aufgrund der leichteren Zugänglichkeit sehr viel besser erforscht. Es ist seit historischen Zeiten bekannt, dass Vulkanausbrüche sowohl durch gewaltige Ascheexplosionen als auch durch ruhig fließende Lavaströme gekennzeichnet sein können.

6.1

Spalteneruptionen

Spalteneruptionen gibt es nicht nur entlang der Mittelozeanischen Rücken, sondern auch auf dem Festland. Bei diesen Arten von Eruptionen wird eine große Menge dünnflüssiger Lava über ein großes Areal verteilt. Bei wiederholten Ausbrüchen können so weite Ebenen oder Plateaus gebildet werden. Ein Beispiel ist Island, das auf dem Mittelatlantischen Rücken sitzt. Dort gab es 1783 die einzige Spalteneruption in historischer Zeit. Ein Fünftel der Bevölkerung fand dabei den Tod. Viele Hochländer wurden in der Vergangenheit durch Plateau- oder Flutbasalte bedeckt. Besonders erwähnenswert sind hierbei das Dekkan-Hochland in Indien, das Tiefland des Paraná in Brasilien, Argentinien und Uruguay, das Columbiaplateau im Westen der Vereinigten Staaten, das Plateau der Drakensberge in Südafrika und das Zentralplateau in Neuseeland.

6.2

Schichtvulkane

Die Mehrheit der festländischen Vulkane besitzt mehrere Schlote bzw. Gruppen von Schloten. Daraus entstehen zwei Grundformen von Vulkanen. Der kegelförmige Typ, der so genannte Schlackenkegel, besteht aus pyroklastischem Gestein oder Tephra (Asche, Schlacke oder Lapilli – das ist vulkanisches, unregelmäßig kantig geformtes Auswurfmaterial etwa von der Größe einer Nuss; es bildet unverfestigte, lockere Ablagerungen), das nach der Explosion in unmittelbarer Nähe des Kraters niederfällt. Schlackenkegel besitzen steile Flanken. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Parícutin in Mexiko, der am 20. Februar 1943 in einem Maisfeld ausbrach und innerhalb von sechs Tagen einen Aschekegel von 150 Meter Höhe gebildet hatte. Am Ende des Jahres war der Berg bereits 336 Meter hoch. Dieser Vulkantyp ist allerdings wegen der eher lockeren Gesteine nicht sehr verwitterungsresistent. Bei fortgeschrittener Abtragung bleibt oft als Härtling der zentrale Schlot stehen, wofür die Vulkane des Hegau ein Beispiel sind.

Es ist selten, dass ausschließlich eine Art von Material ausfließt oder herausgeschleudert wird. Häufig wechseln sich Lava- und Aschelagen ab. Die Folge ist eine „Schichtung” (besser: Wechselfolge) unterschiedlicher vulkanischer Ablagerungen. Die daraus entstehenden, symmetrisch geformten, kegelförmigen Vulkane nennt man Schicht- oder Stratovulkane. Die bekanntesten Schichtvulkane der Welt sind der Stromboli, der Ätna (der höchste aktive Vulkan Europas) und der Vesuv in Italien, der Popocatépetl in Mexiko, der Cotopaxi in Ecuador und der Kilimanjaro in Tansania. Der Fujisan und der Mayon gehören ebenfalls zu diesem Vulkantyp. Diese Art von Vulkanen haben meist zunächst nur einen zentralen Schlot. Es kommt aber auch häufig vor, dass später Nebenschlote aktiv werden oder radiale Spalten aufreißen. Schichtvulkane entstehen bei der Förderung von sauren bis intermediären Magmen. Sie kommen besonders entlang der Subduktionszonen vor.

6.3

Schildvulkane

Ein weiterer häufiger Typ von Vulkanen ist der so genannte Schildvulkan. Er zeichnet sich durch eine breite, eher flache Form aus, die sehr viele Kilometer Durchmesser haben kann. Die Hänge sind flach, meistens unter zwölf Grad Hangneigung. Ihr Aufbau erfolgt meistens durch Hunderte von dünnflüssigen, basaltischen Lavaergüssen, die jeweils nur wenige Meter mächtige Lavadecken bilden. Schildvulkane haben häufig mehr als einen Schlot bzw. Nebenschlote und Spalten an den Flanken. Die größten Schildvulkane gibt es auf Hawaii im Nordpazifik. Die Kette der Inseln Hawaiis besteht aus Schildvulkanen, die sich vom Grund des Meeres erheben. Der jüngste von ihnen ist der Mauna Loa auf der Insel Hawaii. Dieser Vulkan gilt als der größte und höchste Berg der Erde, da er über 10 000 Meter – gerechnet vom Meeresboden – hoch ist. Am Fuß besitzt er einen Durchmesser von 400 Kilometern.