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Lanzarote
Information
Vukanismus
- Hier geht's heiss her
Vulkanismus
und Lanzarote
Lanzarote ist eine Insel vulkanischen
Ursprungs.
Vor rund 36 Millionen Jahren begannen wiederholte unterseeische
Vulkanausbrüche den Sockel der Insel zu bilden. Diese
Eruptionen entstanden durch
Kontinentaldrift und Vulkanismus. Vor 15,5 Millionen Jahren
wuchs Lanzarote
über die Meeresoberfläche hinaus.
Die Oberfläche Lanzarotes ist durch
vier
vulkanische Hauptphasen entstanden.
- Phase
1: Hier entstanden das Famara-Gebirgsmassiv
im Norden, der zweithöchste Gebirgszug Los Ajaches, der
östliche Teil der
Rubicón-Ebene, so wie einzelne Vulkane bei Tías
im Südosten. Diese Eruptionsphase fand vor 15,5 bis 3,8
Millionen Jahren statt, unterbrochen durch Zeiten, die
von Erosion geprägt waren.
- Phase
2: Hier entstanden der westliche Teil der
Rubicón-Ebene mit dem Montaña Roja,
einige Vulkane im Inselinneren, so wie der Montaña
de
Guanapay bei Teguise und der Atalaya bei
Haría im Norden. Diese eruptive Phase dauerte von etwa
vor 2,7 bis vor 1,3 Millionen Jahren an.
- Phase
3: Hier gab es bis zu 100 Eruptionszentren, die sich vor etwa
730.000 bis 240.000 Jahren über die ganze Insel verteilt
haben.
- Phase
4: Hier wird unterschieden: Die erste Eruptionsphase
ließ vor gut 3.000 Jahren im Nordosten
Lanzarotes das 30 Quadratkilometer große Malpaís
de la Corona und damit auch die bekannte Cueva de los Verdes
entstehen. Die zweite Eruptionsphase ereignete sich von
1730 bis 1736 und 1824, wobei über 23% der Fläche
Lanzarotes mit etwa 3 bis 5 km³ neuer Lava aus etwa
30 neuen Vulkanen bedeckt wurden. Diese
Größenordnung ist hinsichtlich
Dauer, ausgespiener Lavamengen und Zusammensetzung der
Laven (das Olivin-Mineral konnte entstehen) weltweit
einzigartig.
- Heute erstreckt sich auf einem
Großteil dieses Gebietes der Timanfaya-Nationalpark.
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Vulkanismus
Unter
Vulkanismus versteht man alle geologischen
Vorgänge und Erscheinungen, die mit dem Aufsteigen von Magma
aus dem Erdmantel
bis zur Erdoberfläche
verbunden sind. In der Regel ist Vulkanismus an tektonisch
aktive Regionen gebunden, wie Subduktionszonen
oder Mittelozeanische
Rücken - es treten aber auch Magmen aus
größerer Tiefe an atektonischen stationären
Hot Spots
(Hawaii)
aus.
Unter Veränderungen der chemischen Zusammensetzung
(z. B. Wassergehalt) und des Druckes (Druckentlastung) kommt
es zur partiellen
Aufschmelzung des Gesteins (Magma). Das
flüssige Material sammelt sich dabei in sogenannten
Magmakammer an. Aus dieser werden die an der
Oberfläche befindlichen Vulkane durch schmale Aufstiegswege
gespeist.
Vulkanismus umfasst alle Austrittsformen des Materials als feste
(Bombe,
Lapilli, Bimsstein,
Aschen),
flüssige (Lava, Geysir)
oder gasförmige (vulkanisches Gas)
Stoffe. Nicht selten treten Mischformen der eruptiven
Begleiterscheinungen
auf.
Vulkane gehören zu
den imposantesten Erscheinungsformen geologischer und geodynamischer
Prozesse, nicht nur auf der Erde, sondern auch
auf anderen Planeten
und ihren Monden unseres Sonnensystems.
Der Vulkanismus hat Anteil an den
folgenschwersten Naturkatastrophen
der Erde. Ihm sind viele der gewaltigen Umwälzungen in der
Erdgeschichte
zuzuschreiben, nicht zuletzt durch seinen erheblichen Einfluss auf die
regionale und globale Klimaentwicklung
mit den daraus resultierenden Folgen. Vulkanische Katastrophen
können die menschliche Bevölkerung direkt und
indirekt betreffen, durch Zerstörungen nahe eines aktiven
Vulkans, oder aber durch globale klimatische Veränderungen und
Aschenfall. Zugleich stellen die Produkte des Vulkanismus allerdings
die Lebensgrundlage weiter Bevölkerungsteile dar, durch
ertragreiche vulkanische Böden, Baumaterial, geothermischer
Energie und Tourismus. Rund ein Zehntel der Erdbevölkerung
lebt im direkten Einflussbereich aktiver Vulkane. Vulkanobservatorien
beobachten, registrieren und analysieren die Tätigkeit aktiver
Vulkane, um Vorhersagen und Warnungen aussprechen zu können. |
Vulkanobservatorien
Ein Vulkanobservatorium ist im Regelfall
eine staatliche Einrichtung zur Beobachtung und Erforschung aktiver
vulkanischer Phänomene. Zu den Hauptaufgaben zählen
die Erfassung, Katalogisierung und Auswertung von Beobachtungsdaten
("Monitoring"-Daten), die Erstellung von Gefährdungs- und
Risikoanalysen und -Karten, die Beratung entscheidungstragender Stellen
(Zivilschutz, Katastropheneinsatzkräfte), die
Öffentlichkeitsarbeit, sowie wissenschaftliche Analysen und
Publikationen. Dieser Aufgabenkatalog hat regional und national oft
eine unterschiedliche Prioritäten.
Das älteste Vulkanobservatorium ist
das 1854 gegründete Osservatorio Vesuviano in Neapel
(Italien). Katastrophale Vulkanausbrüche haben historisch
immer einen hohen Stellenwert zur Gründung neuer Observatorien
gehabt: der Ausbruch des Peleé auf der Karibikinsel
Martinique führte zur Gründung des weltweit zweiten
Vulkanobservatoriums, dem 'Observatoire Volcanologique de la
Montagne Pelée', und trug in langer Hinsicht
zur Gründung des 'Hawaiian
Volcano Observatory' bei. Der Ausbruch des St. Helens
Vulkans führte zur Gründung des 'Cascades
Volcano Observatory' (CVO). Die drei Observatorien mit den
meisten Vulkanen in ihrer "Patientenkartei" sind das 'Alaskan
Volcano Observatory' (AVO, USA), das 'Southern
Andes Volcano Observatory' (OVDAS, Chile), und die 'Seismic
Research Unit' (SRU, Trinidad und Tobago).
Einige wichtige Instrumente der
Vulkanbeobachtung sind Seismographen, Tiltmeter,
GPS, Radarinterferometrie, Temperaturmessungen, Gaschemische Analysen,
Bohrlochmessungen sowie Geologische Feldbeobachtung.
Vulkanbeobachtung ist im digitalen Zeitalter bedingt auch virtuell
möglich, sowohl durch
satellitengestützte Fernerkundung und drahtloser
Datenübertragung von Messinstrumenten, als auch durch
internetbasierten Datenabgleich - dies führt im
Katastrophenfall
zu mehr lebenswichtiger Effizienz.
Internationale Bemühungen sind
im Gange, einen schnellen und harmonisierten
staatenübergreifenden Datenaustausch zu ermöglichen.
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Yasur
im Südpazifik
Vulkanausbruck
Schwefelablagerungen
Seismometer
St. Helens vor dem
Ausbruch |
Magma
Magma (griechisch:
„geknetete
Masse“) heißt die Masse aus Gesteinsschmelze, die
in Teilen des oberen Erdmantels und der tieferen Erdkruste vorkommt.
Die Fließfähigkeit des Magmas ist die Ursache des
Vulkanismus und hat eine große Bedeutung für die
Gesteinsbildung, da sich aus erstarrendem Magma Gesteine,
Tiefengesteine, bilden.
Bei diesen unterscheidet man Plutonite,
wenn das Magma im Erdinneren langsam abkühlt und daher
Kristalle
bilden kann, und Vulkanite, wenn
das Magma beim Austritt an die Erdoberfläche (zum Beispiel als
Lava
oder in Form von Pyroklasten) schnell
abkühlt. Zu den Plutoniten zählt zum Beispiel der
Granit,
zu den Vulkaniten der Basalt.
Eigenschaften
Je nach Zusammensetzung und
Druckverhältnissen beträgt die Temperatur von Magma
zwischen 700°C und 1250°C. Magmen sind in der Regel
silikatische
Gesteinsschmelzen, das heißt, sie bestehen zu
großen Teilen (40-75%) aus SiO2.
Magmen werden grob nach ihrer Mg- und Fe-Konzentration und dem
Silikatgehalt unterschieden.
Die häufig verwendete Einteilung in saure
und basische Magmen stammt von dem Begriff Kieselsäure,
der oft verallgemeinernd für SiO2
verwendet wird. Da der Säure-Base-Begriff
jedoch in der Chemie
genau definiert und im Zusammenhang mit Magmen
missverständlich ist, wird er durch felsisch (reich an
Feldspat
und Quarz, hell) und mafisch (reich an Magnesium
und Ferrum, dunkel) ersetzt.
Entstehung
Die Entstehung von Magma ist ein erst teilweise
verstandener Prozess. Es ist bekannt, dass der Erdmantel bis zur Grenze
des Erdkerns
in mehreren tausend Kilometern weitgehend fest ist. Das Vorkommen
flüssiger Schmelzen ist nur unter besonderen Bedingungen
erklärbar, unter denen es zu partiellen Gesteinsschmelzen
kommt. Das Magma sammelt sich in Magmakammern, da das
leichtere Magma durch das schwerere Umgebungsgestein nach oben steigt,
dort Hohlräume auffüllt und durch Aufschmelzen
erweitert. Diese Vorgänge spielen sich in Zeiträumen
von einigen zehntausend bis zu mehreren hunderttausend Jahren
ab.
Die Kristallisation von
Magma ist ebenfalls ein komplexer Prozess, bei dem neben der
Zusammensetzung der Ausgangsschmelze die Druckverhältnisse,
der Wassergehalt und das Umgebungsgestein eine Rolle spielen. Dabei
kommt es durch magmatische
Differentation und fraktionierte
Kristallisation zur Bildung unterschiedlicher Gesteine.
Magma entsteht in geologisch besonders aktiven
Bereichen:
- Mittelozeanische
Rücken
- Subduktionszonen
- Manteldiapire
Mittelozeanische Rücken und
Subduktionszonen sind Phänomene der Plattentektonik
und kennzeichnen auseinanderdriftende oder zusammenstoßende
Lithosphärenplatten.
An den Mittelozeanische Rücken werden die Platten
auseinandergerissen und es entstehen Gräben und Spalten, in
die Schmelzen aus dem oberen Mantel aufsteigen, meist in der Form
basaltischer Laven. In Subduktionszonen wird Material der
Lithosphäre
durch die abtauchende Platte in die heißen Zonen des
Erdinneren befördert, wo es aufschmilzt und
Magmakörper bildet. Manteldiapire oder Plumes
sind schmale Säulen aufgeschmolzenen Materials, deren Wurzeln
in großen Tiefen des Erdmantels liegen. Diese
Diapire oder Hot Spots
treten auch weit entfernt von Plattengrenzen auf und führen
dann häufig zur Entstehung von Intraplattenvulkanen.
Magmadichte
und Erdanziehungskraft
Je kühler und damit dichter das Magma
ist, umso höher ist die Erdanziehungskraft an den
endsprechenden Stellen. Entsprechend nimmt die Anziehungskraft ab, wenn
das Magma eine geringere Dichte aufweist. Die unterschiedliche Dichte
des Magmas beeinflusst durch ihren Einfluss auf die Stärke der
Erdanziehungskraft
auch die Höhe des Meeresspiegels.
Hot-Spot
(Geologie)
Als Hotspots (engl.: heiße
Flecken) werden Zentren vulkanischer Aktivität
bezeichnet, die nicht direkt durch plattentektonische Prozesse
verursacht werden, daher nicht an Plattenränder gebunden sind.
Sie entstehen durch thermische Anomalien im (tieferen) Erdmantel und
treten oftmals innerhalb von Lithosphärenplatten auf. Der
Hotspot-Vulkanismus unterscheidet sich demnach von der vulkanischen
Aktivität an Plattengrenzen, die mit plattentektonischen
Vorgängen wie Ozeanbodenspreizung und Subduktion
einhergeht.
Geologische
Struktur
Der Erdmantel unterhalb eines Hotspots ist
besonders heiß, da dort Mantelmaterial aus
größerer Tiefe aufsteigt. Die etwa 150 km breiten
Zonen des Aufstiegs werden auch als Manteldiapire ("mantle plumes")
bezeichnet. Die höheren Temperaturen bedingen im oberen Mantel
eine erhöhte Aufschmelzung. Die Schmelzen können
aufgrund ihrer geringen Dichte bis an die Oberfläche
aufsteigen und verursachen dort einen zumeist basaltischen
Vulkanismus.
Da die Lithosphärenplatten stetig
über den in der Regel ortskonstanten Manteldiapir
hinweg gleiten, schweißt sich das heiße
Mantelmaterial durch die Platte durch und bildet nach und nach mehrere
Vulkangebäude,
die jeweils solange mit Schmelze versorgt werden, wie sie oberhalb der
Mantelanonmalie liegen. Auf diese Weise bilden sich Vulkanketten wie
die Hawaii-Inseln.
Zu beachten ist dabei, dass die Krustendicke unter dem Meer 6 km
beträgt, während sie unter Kontinenten
ungefähr 30 km mächtig ist. Kontinentale Kruste ist
daher schwerer zu durchdringen, so dass die meisten Hotspots in
ozeanischen Gebieten zu beobachten sind.
Hotspots
und Erdgeschichte
Hotspots sind eine Datenquelle für die Paläogeographie:
Aus dem "Wandern" der Hotspots kann man Richtung und Geschwindigkeit
der Plattenbewegungen rekonstruieren (bei Hawaii zur Zeit ca. 8,5
cm/Jahr) und das Alter der durch ihn entstandenen Vulkaninseln
errechnen. So wird die Biegung im Verlauf der Hawaii-Imperator-Inseln
meist dadurch erklärt, dass sich die Richtung der Rotation
(und die Lage der Rotationsachse) der Pazifischen Platte
im Verlauf des Tertiärs
geändert hat. Die Pazifische Platte bewegt sich derzeit um
etwa 5 Zentimeter pro Jahr.
Bekannte
Hotspots
Da die Identifikation kleinerer Plumes sehr
schwierig ist, bleibt die genaue Anzahl unklar. In der Fachliteratur
wurden Kataloge der weltweit beobachteten Hotspots in unterschiedlicher
Zahl veröffentlicht. Etwa 50 davon konnten bislang durch
seismologische Untersuchungen als Mantelplumes eindeutig verifiziert
bzw. als sehr wahrscheinliche Kandidaten eingestuft werden. Die
bekanntesten Beispiele
für Hotspot-Vulkanismus sind neben den Hawaii-Inseln, die
Eifel in Deutschland,
die Galápagos Inseln,
Island
und die Kanarischen
Inseln, Madeira und die Azoren.
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Lava
Lava (ital. "Regenbach")
ist die Bezeichnung
für eruptiertes Magma,
das an die Erdoberfläche ausgetreten ist. Lava ist ein
vulkanisches
Förderprodukt und gehört zur Gruppe der Vulkanite.
Andere vulkanische Förderprodukte sind die Pyroklastika
und die gasförmigen und damit flüchtigen
Volatilbestandteile
(Kohlenstoffdioxid,
Wasser,
Schwefeldioxid, Ammonium,
Edelgase),
die das Magma durch Druckentlastung verloren hat. Magmen treten
vergleichsweise selten direkt an die Oberfläche aus, da dazu
erhebliche Kräfte erforderlich sind. Häufiger sind so
genannte Intrusionen,
bei denen Magma
in der Erdkruste erstarrt
Zusammensetzung
Laven sind Silikatschmelzen mit einem
Gewichtsanteil von 45 %-70 % SiO2.
Man unterscheidet zwischen rhyolithischer Lava (SiO2-Gehalt
> 65 %) und basaltischer
Lava (SiO2-Gehalt
< 52 %). Dazwischen finden sich die
andesitischen Laven (SiO2-Gehalt
zwischen 52 % und 65 %). Beim Aufstieg des Magmas
finden verschiedene Prozesse statt, die Einfluss auf die
Zusammensetzung der austretenden Lava haben (Magmatische
Differentiation), so dass diese von der des
primären
Magmas abweichen kann. Da Lava beim Austritt an die Oberfläche
schnell abkühlt, ist ihr Gefüge in der Regel
feinkörnig oder glasig.
Durch den Austritt von Gasen durch die Druckentlastung beim Aufstieg
können sich in der Lava kleinere oder
größere Blasen bilden. Die Temperatur von Lava
beträgt beim Austritt zwischen 800 °C
(rhyolithische
Lava) und 1200 °C (basaltische Lava). Erstarrte
Lava bildet magmatisches Gestein.
Erscheinungsformen
Abhängig von den Bedingungen beim
Aufstieg und der Abkühlung bildet Lava unterschiedliche
Erscheinungsformen, die ganz entscheidend von der Viskosität
der Lava abhängen. Die bekanntesten Formen sind:
Pahoehoe-Lava
Pahoehoe-Lava
ist eine dünnflüssige Lava (= geringe
Viskosität),
die als Lavastrom hangabwärts fließt. Sie bildet
glasige Oberflächen. Erscheinungsformen von Pahoehoe-Lava sind
Stricklava, Fladenlava oder Schollenlava.
Aa-Lava
Aa-Lava - auch
Blocklava - ist eine zähflüssige Lava, die zu
scharfkantigen Brocken und Klumpen erstarrt. Ein Lavastrom kann in
seinem oberen Teil aus Pahoehoe-Lava bestehen, während in
seinem unteren Teil Aa-Lava dominiert (aufgrund der steigenden
Viskosität
durch Abkühlung und Ausgasung).
Flutbasalte
Flutbasalte entstehen aus
extrem dünnflüssiger Lava, die in ebenem
Gelände geringmächtige Decken bildet. In
Einzelfällen reichen die Fördermengen aber auch aus,
um mächtige Tafeln zu erzeugen wie z. B. das
große Columbia-Plateau
in Oregon
und Washington
oder das Dekkan-Plateau
in Indien.
Pillow-
oder Kissenlava
Pillow- oder Kissenlava besteht
aus Anhäufungen von im Querschnitt runden oder elliptischen,
schlauchartigen Strukturen von ca. 1 m Durchmesser oder mehr.
Sie entsteht bei der sehr schnellen Abkühlung von Lava im
Wasser. Durch Hebung von Gesteinskörpern, die
ursprünglich unter der Meeresoberfläche lagen,
können Pillow-Laven auch auf dem Festland gefunden werden.
Brotkrustenbombe
Brotkrustenbomben
bestehen aus Lava, die noch während des Austritts in der
Flugphase erkaltet und die Form von Brotlaiben annimmt.
Lava-Seen
Eine besondere Erscheinung sind Lava-Seen.
Diese entstehen meist bei länger andauernden
Ausbrüchen von Vulkanen, indem sich zum Beispiel Krater mit
Lava füllen. Lava-Seen können Tiefen von bis zu 100
Meter haben. Die Lava kühlt in einem solchen See langsam ab
(über mehrere hundert Tage) und bietet dadurch die
Möglichkeit, die Erstarrungsprozesse von Lava zu untersuchen.
Lavahöhlen
und Lavagräben
Beim Abkühlen von Lavaströmen
können große Hohlräume dadurch entstehen,
dass die erkaltete Oberfläche bereits erstarrt,
während im Inneren des Lavastromes die flüssige Lava
noch weiter abfließen kann. Die Hohlräume
können auch zusammenstürzen und es entstehen
Lavagräben.
Lavadome
Ist die Lava beim Austritt bereits so
zäh, dass sie nicht abfließen kann, so entsteht ein
Lavadom.
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Bearbeitung. Sie wird ständig ergänzt.
Quellennachweis und
Literaturverzeichnis sind in Vorbereitung
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