Vulkan

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Vulkanen

Ein Vulkan ist eine geologische Struktur, die entsteht, wenn Magma (geschmolzenes Gestein) bis an die Oberfläche eines Planeten (z. B. der Erde) aufsteigt. Alle Begleiterscheinungen, die mit dem Austritt der glutflüssigen Gesteinsschmelze verbunden sind, bezeichnet man als Vulkanismus.

Der Begriff "Vulkan" leitet sich von der italienischen Insel Vulcano ab. In der römischen Mythologie galt diese Insel als die Schmiede des Vulcanus, dem römischen Gott des Feuers.

In einer Tiefe ab 100 km, in der Temperaturen zwischen 1000 und 1300 Grad Celsius herrschen, schmelzen Gesteine zu zähplastischem Magma, das sich in großen, tropfenförmigen Magmaherden in 2 bis 50 km Tiefe sammelt. Wenn der Druck zu groß wird, steigt das Magma über Spalten und Klüfte der Lithosphäre auf. Magma, das auf diese Weise an die Erdoberfläche gelangt, wird als Lava bezeichnet.

Bei einem Vulkanausbruch werden nicht nur glutflüssige, sondern auch feste oder gasförmige Stoffe freigesetzt (Vulkanismus).

Vulkantypen

Vulkane kann man nach ihrer äußeren Form und nach der Art ihres Magmenzufuhrsystems unterteilen.

Unterteilung nach der äußeren Form:
- Schicht-Vulkane (auch Strato-Vulkane genannt)
- Schild-Vulkane
- Schlacken- und Aschenkegel

Ca. 95% der Vulkane auf der Erde sind Schicht-Vulkane. Andererseits sind ca. 90% aller aktiven Vulkane Schild-Vulkane.

Unterteilung nach der Art des Magmenzufuhrsystems:
- Zentral-Vulkane
- Spalten-Vulkane

Eine besondere Form ist der Super-Vulkan (Süddeutsche - Supervulkane)

Vulkane kann man auch nach ihrer Aktivität einordnen in

aktive Vulkane (aktiver Vulkanismus)
inaktive Vulkane (kein aktiver Vulkanismus, Voraussetzungen für erneute Aktivität sind jedoch gegeben)
erloschene Vulkane (durch fehlende Magmazufuhr keine Aktivität mehr möglich)

Magmatypen

Eine andere Möglichkeit, Vulkane zu klassifizieren, ist, sie nach dem Typ des Magmas zu beschreiben, das sowohl die entstehende Form des Vulkans als auch das Ausbruchsverhalten entscheidend bestimmt:

Zusammenfassend kann man sagen, dass "graue Vulkane" "Schichtvulkane" bilden, während "rote Vulkane" "Schildvulkane" hervorbringen.

Viele Vulkane folgen allerdings nicht einem "reinen" Ausbruchsmuster, sondern zeigen variierendes Verhalten entweder während einer Eruption oder während der Millionen Jahre ihrer Aktivität. Ein Beispiel dafür ist der Ätna auf Sizilien.

Verteilung von Vulkanen

Weltweit gibt es etwa 1900 Vulkane, die als aktiv betrachtet werden. Ihre Verteilung kann man mit Hilfe der Erkenntnisse der Plattentektonik verstehen:

Vulkane der Spreizungszonen liegen mit wenigen Ausnahmen auf dem Meeresgrund, wo die Erdplatten auseinanderdriften. Das dort vorkommende Magma ist basaltisch. Hierzu gehören hauptsächlich rote Vulkane oder Schildvulkane.

Vulkane der Subduktionszonen sind die sichtbarsten Vulkane. Sie treten auf, wo Erdplatten aufeinander treffen und die eine Erdplatte unter die andere geschoben wird. Das abtauchende (oft SiO₂-reiche) Gestein wird in der Tiefe geschmolzen und steigt, da es eine geringere Dichte hat, nach oben, wo es zu Eruptionen kommt. Hierzu rechnet man hauptsächlich graue Vulkane oder Schichtvulkane.

Hot_Spot.jpg

Vulkane über „Hot Spots“ (auch Plume oder Plutone genannt) sind selten, da es weltweit zurzeit nur etwa 40 eindeutig bestimmte „Hot Spots“ gibt. Ein „Hot Spot“ ist ein über lange Zeit (meist über 100 Mio. Jahre) ortsfester Aufschmelzungsbereich im Erdmantel unter der Lithosphäre. Da sich die Lithosphärenplatten während dieser langen Zeiträume im Verlauf der Plattentektonik über einen „Hot Spot“ hinweg schieben, bilden sich perlenschnurartig hintereinander neue Vulkane, so als würden sie sich durch die Kruste hindurchschweißen. Bekanntestes Beispiel sind die Hawaii-Inseln: die Hauptinsel Hawai'i, die als jüngste Vulkaninsel über dem „Hot Spot“ liegt, ist erst 400.000 Jahre alt, während die älteste der 6 Vulkaninseln Kauai im Nordwesten bereits vor etwa 5,1 Millionen Jahren entstanden ist. Ein weiteres Beispiel für diese seltene Art des Vulkanismus findet sich in der deutschen Vulkaneifel.

Vorhersage von Vulkanausbrüchen

Destructive_plate_margin.png Ob ein Vulkan endgültig erloschen ist oder vielleicht wieder aktiv werden kann, interessiert besonders die Menschen, die in der Umgebung eines Vulkans leben. In jedem Fall hat ein Vulkanausbruch weitreichende Konsequenzen, denn über das persönliche Schicksal hinaus werden Infrastruktur und Wirtschaft der betroffenen Region nachhaltig beeinflusst. Daher ist es das vorrangige Forschungsziel, Vulkanausbrüche möglichst präzise vorhersagen zu können. Fehlprognosen wären allein unter Kostengesichtspunkten verheerend (Evakuierung Tausender von Menschen, Stilllegung des gesamten Wirtschaftslebens u.v.m.).

Trotz gewisser Gemeinsamkeiten gleicht kein Vulkan in seinem Ausbruchsverhalten dem anderen. Demnach sind Beobachtungen über Ruhephasen oder seismische Aktivitäten eines Vulkans kaum auf einen anderen übertragbar.

Verstärkt auftretende leichte Erdbeben oder einen verstärkten Gasausstoß deutet man zwar als vage Anzeichen einer bevorstehenden Eruption, diese kann aber auch erst 50 Jahre später erfolgen.

Aussagefähiger sind Formveränderungen der Erdkruste unmittelbar über dem Magmaherd. Mit Lasermessung werden die geringsten Distanzveränderungen erfasst. So hat sich sowohl unmittelbar vor dem Ausbruch des Mount Saint Helens 1980 als auch vor dem Ausbruch des Pinatubo 1991 die Erde über dem Magmaherd aufgewölbt. Dadurch konnten die Vulkanologen die Ausbrüche schon wenige Tage zuvor voraussagen.

Dennoch muss man feststellen, dass trotz intensiver Forschung und Einsatz modernster technischer Hilfsmittel die verlässliche exakte Vorhersage eines Vulkanausbruchs zur Zeit noch nicht in jedem Fall möglich ist.

Bekannte Vulkane

Stromboli Eruption.jpg Die bekanntesten (aktiven) Vulkane in Europa sind:

der Ätna auf Sizilien;
der Vesuv nahe Neapel
die Campi Flegrei - ("Brennende Felder") an der anderen Seite als Vesuv bei Neapel, Europas aktivste Vulkanzone mit zahlreichen Fumaroli;
der Stromboli - eine Insel nördlich von Sizilien (Liparische Inseln);
der "Santorin*" in Griechenland, im 17. vorchristlichen Jahrhundert (1628 v. Chr.) durch eine gewaltige Explosion weitgehend zerstört - wahrscheinlich erloschen ''(*wir kennen den antiken Vulkannamen nicht mehr, "Santorin" oder "Santorini" heißt heute eine der drei übrig gebliebenen Inseln aus der zusammengestürzten Caldera.);
der Pico del Teide auf der kanarischen Atlantikinsel Teneriffa ist zwar Spaniens höchster Berg, gehört jedoch nur politisch, nicht aber geologisch, zu Europa.'';
die Hekla auf der ohnehin von zahlreichen Vulkanen beherrschten Insel Island; sie bricht ziemlich regelmäßig alle 10 Jahre aus.
Piton des Neiges (3.070,50 m hoch) auf La Réunion, der älteste und "schlafende" Vulkan (er ruht seit ungefähr 20.000 Jahren und sieht heutzutage wie ein normaler Berg aus!), gehört politisch, aber nicht geologisch, zu Europa;
Piton de la Fournaise (2.631 m hoch) auf La Réunion, einer der aktivsten Vulkane der Welt (und das seit 350.000 Jahren!) gehört politisch, aber nicht geologisch, zu Europa

Einige bekannte Vulkane außerhalb Europas sind: Vulkan_Arenal_Costa_Rica.JPG

der Kilimandscharo in Afrika
der Popocatépetl in Mexiko,
der Krakatau in Indonesien,
der Fujisan in Japan,
der Aso-san in Japan,
der Mauna Loa auf Hawaii,
der Mauna Kea auf Hawaii,
der Mount Saint Helens in den USA,
der Pinatubo auf den Philippinen,
der Soufriere auf Montserrat,
der Pico de Fogo auf Fogo, Kap Verde,
der Misti in Peru,
der Arenal in Costa Rica.

Singen_vom_zeppelin_1920.jpg Erloschene Vulkane in Deutschland:

der Kaiserstuhl nahe Freiburg (18 Mio. Jahre bis 13 Mio. Jahre)
im Hegau nahe dem Bodensee, Baden-Württemberg (14 Mio. Jahre bis 7 Mio. Jahre)(z. B. der Hohentwiel)
der Schwäbische Vulkan in Baden-Württemberg (ca. 17 bis 16 Mio. Jahren)
in der Vulkaneifel in Rheinland-Pfalz / Nordrhein-Westfalen (Beginn vor 700.000 Jahren, letzter Ausbruch vor 11.000 Jahren)
der Vogelsberg
der Drachenfels im Siebengebirge
der Otzberg und der Katzenbuckel im Odenwald
die Amöneburg im Marburger Land
die Limburg in Baden-Württemberg
sowie in der Rhön, im Westerwald und in der Eifel.

Ob die deutschen Vulkane als erloschen bzw. ruhend gelten, ist derzeit noch umstritten. Zwar scheint es wenig wahrscheinlich, dass sie innerhalb der nächsten Jahrhunderte wieder aktiv werden, doch mehren sich die Anzeichen für Größenzunahme des Magmaplumes beispielsweise unter der Eifel. Kohlendioxidbläschen, die z.B. in den Maaren aufsteigen, werden in jüngster Zeit nicht mehr als Symptom verklingender Tätigkeit gedeutet, sondern als Zeichen zunehmender Aktivität. Eindringendes Wasser (Grundwasser, Oberflächenwasser) verleiht den Eifelvulkanen zudem besondere Gefährlichkeit, da durch den enormen Druckaufbau ein hochexplosives Gemisch entsteht und es zu Phreatomagmatischen Explosionen kommen kann. Bereits beim letzten Ausbruch vor 11.000 Jahren wurden dadurch ungeheure Mengen an Magma, Asche und Schlacke an die Erdoberfläche befördert.

Der nördlichste Vulkan der Welt ist der 2277 m hohe Vulkan Haakon VII Toppen/Beerenberg auf der Insel Jan Mayen, er wurde 1970 nach langer Ruhe wieder aktiv.

Der südlichste Vulkan der Welt ist der 3794 m hohe Mount Erebus auf der Ross-Insel in der Antarktis, er ist ständig aktiv.

Der höchste Vulkan der Welt ist nach neuesten GPS-Messungen der 6882 m hohe Monte Pissis in Argentinien.

Der höchste Vulkan des Sonnensystems (allerdings bereits erloschen) ist der Olympus Mons auf dem Mars. Er ist mit 26,4 km Höhe der höchste bekannte Berg unseres Sonnensystems, was für einen ehemaligen Schildvulkan außerordentlich bemerkenswert ist.

Auf der Venus gibt es ebenfalls zahlreiche erloschene Vulkane, während aktive Vulkane außer auf der Erde bislang nur noch auf dem Jupitermond Io bekannt sind (siehe dazu auch Cryovulkan).

Weitere Vulkane auf der Erde und in unserem Sonnensystem sind unter Liste der Vulkane zu finden.

Weblinks

Weltkarte mit Vulkanen und Plattengrenzen (PDF-Datei)
http://www.parautochthon.com/100584/190915.html Vulkane und magmatische Gesteine
http://survival.4u.org/vulkane/index.htm Vulkan-Monitor
http://www.uni-muenster.de/MineralogieMuseum/vulkane/Vulkan-2.htm
Vulkan Satellitenbilder, Vulkantypen, Eruptionsformen, Gesteine ...
http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/volcano.html (englisch)
http://volcano.und.edu/ (englisch)
http://www.swisseduc.ch/stromboli/ Information über Stromboli, Ätna und andere Vulkane
http://www.swvrc.org/cerupt.htm current eruptions (englisch)
Vulkanseite von naturgewalten.de
Welt der Eifelvulkane für Schüler
Reportagen und Bilder zum Thema Vulkane
wissenswertes über Vulkane und Erdbeben
Welt der Wunder: Tickende Zeitbombe - Wie sich Vulkanausbrüche vorhersagen lassen

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