Vulkan

Etymologie

Eine der äolischen Inseln des Tyrrhenischen Meeres trägt den Namen Vulcano, welcher für die alten Griechen der Sitz des Feuergottes Hephaestus war und von den Römern Vulcanus genannt wurde.

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Definition

Ein Vulkan ist ein Punkt der Erdoberfläche, an welchem, neben Magma, Gase und Wärmeenergie aus dem Erdinnern zutage treten. Allgemein: Durch Anhäufung magmatischen Materials entstandener Berg mit Kratern und Vulkanschlot (Teil des Förderschlotes). Sämtliche mit dem Austritt der Gesteinsschmelze verbundenen Begleiterscheinungen inklusive der Freisetzung glutflüssiger, fester und gasförmiger Stoffe bezeichnet man mit Vulkanismus.

Ausnahme: Ein Vulkan muss jedoch nicht immer ein Berg sein; auch muss er nicht immer einen Krater haben.

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Optionale Einteilungsprinzipien

Vulkantypen können nach ihrer äußeren Form, nach Art der Magmenzufuhr, nach Art des Magmatyps, nach Art ihrer Aktivität und nach ihrer plattentektonischen Stellung eingeteilt werden. Diese Einteilungsprinzipien sind nicht definitiv festgelegt und oft je nach Autor voneinander abweichend.

Gliederung nach der äußeren Form

• Strato- oder Schichtvulkane
• Schildvulkane
• Asche- und Schlackekegel

Gliederung nach Magmenzufuhr

• Zentralvulkane

  • Magma wird in einem röhrenförmiger Förderschlot transportiert

• Spaltenvulkane

  • Magma fließt effusiv aus Spalten

Gliederung nach Aktivität

• Aktive Vulkane

  • Ein sehr relativer Begriff, über den bisher kein Konsens gefunden wurde. Die Lebensspanne eines Vulkans kann von wenigen Monaten bis zu Millionen Jahren variieren. Viele Vulkane auf der Erde sind im Laufe von tausenden von Jahren mehrmals ausgebrochen, zeigen aber zur Zeit keine Aktivität. Berücksichtigt man die lange Lebensspanne, sind solche Vulkane sehr aktiv. Verglichen mit dem menschlichen Alter sind sie jedoch inaktiv.

• Nicht aktive Vulkane (schlafende Vulkane)

  • Aktuell eruptierende Vulkane. Auch Ausbrüche in der historischen Vergangenheit werden i.d.R. als aktiv bezeichnet. Auch dies ist eine relative Betrachtungsweise. Im Mittelmeerraum reichen Aufzeichnungen über Vulkanausbrüche über 3.000 Jahre zurück; im pazifischen Nordwesten der USA nur etwa 300 Jahre und die ältesten bekannten Aufzeichnungen über Hawaii sind nicht älter als 200 Jahre. Gemeinhin bezeichnet man als schlafende Vulkane solche, welche aktuell nicht aktiv sind, dies jedoch in der Zukunft sein könnten.

• Erloschene Vulkane

  • Dies sind Vulkane, von denen die Wissenschaft annimmt, dass sie nicht mehr ausbrechen werden. Ob ein Vulkan erloschen oder nur inaktiv ist, ist jedoch nicht immer voraussehbar. Ein Vulkan, der 10.000 Jahre nicht ausgebrochen ist, muss nicht erloschen sein, sondern kann schlafen. Die Yellowstone-Caldera ist ca. 2,0 mio Jahre alt und hatte seit 70.000 Jahren keinen Ausbruch. Dessenungeachtet weiß man, dass dies einer der aktivsten und gefährlichsten Vulkane der Welt ist.

Gliederung nach Magmatyp

• Rote Vulkane

  • Effusive Vulkane, deren Magma weniger als 52% SiO₂ und wenig Gas enthält. Die Lava ist sehr dünnflüssig, die Lavaströme meist rotglühend. Typische Beispiele für rote Vulkane sind Schildvulkane wie der Mauna Loa auf Hawaii.

• Graue Vulkane

  • Eruptive, meist Stratovulkane, deren Magma mehr als 60-65% SiO₂ enthält, einen relativ hohen Gasanteil hat und zähflüssig ist. Bsp.: Mt. St. Helens, Vesuv, Merapi, Krakatau.

Gliederung nach der Plattentektonik

• Vulkane der Spreizungszonen
• Vulkane der Subduktionszonen
• Hot Spots (Plumes)

Eine übersichtlichere und wissenschaftlich übliche Gliederung ist die nach Eruptionsformen und nach Großformen, Rift-oder Spaltenvulkanen und Mischformen.

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Eruptionsformen

Kaum ein Vulkan kann genau bestimmten Eruptionsformen zugeordnet werden, da diese am gleichen Vulkan von Ausbruch zu Ausbruch unterschiedlich sein können und selbst während einer einzigen Eruption nacheinander übergehen und ihre Form variiert.

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Klassifikation

Effusive Spalteneruption

Förderung mächtiger, meist sehr dünnflüssiger basaltischer Lavamengen aus Spalten, wobei sich bis zu mehrere hunderttausende Quadratkilometer große kontinentale Basaltplateaus, ozeanische Basaltdecken oder Schildvulkane bilden können. (Flutbasalt)
Beispiele: Dekkan-Traps (Indien), Paraná-Becken (Brasilien, Uruguay), Snake River (British Columbia), Nordatlantik (Laki-Spalte, Island)

Hawaiianischer Vulkantyp

Effusive Förderung mächtiger (meist langgestreckter), dünnflüssiger, basaltischer, schnellfließender Lavaströme aus Rifts und Lavaseen, wobei sich Lavafontänen, Schlacken- und Aschekegel sowie Agglutinate bilden. Die hervortretenden Lavatypen sind Aa-Lava und Pahoehoe Lava - Lava.
Beispiele: Kilauea und Mauna Loa (Hawaii), Afar-Vulkane (Äthiopien), Piton de la Fournaise (Réunion)

Strombolianische Eruption

Effusive und explosionsartige Ausbrüche von mittlerer Stärke mit Förderung mäßig viskoser basaltischer oder andesitischer Lava. Die Lavaströme sind meist kurz, die Eruptionswolken erreichen nur wenige hundert Meter Höhe. Typische (teilweise rhythmische) Auswurfsmaterialien sind: Schlackenagglomerate, Bomben, Glastuffe und Asche.
Beispiele: Stromboli, Semeru (Indonesien), Aso (Japan)

Vulkanianische Eruption

Meist heftige Ausbrüche, bei welchen zu Beginn der Schlot geleert wird und in der Hauptphase Pyroklastika gefördert werden. (Base-surge und pyroklastische Ströme, air-fall-Tuffe, Tuffbreccien). Die meist hochviskosen Lavaströme sind in der Regel nur sehr kurz.
Beispiele: Popocatepetl (Mexiko), Sakurajima (Japan), Meru (Tansania), Bromo (Indonesien), Irazu (Costa Rica)

Peléeanische Eruption

Charakterisiert durch das explosionsartige Auftreten von pyroklastischen Wolken, welche von aufsteigenden (oder einbrechenden) Lavadomen und -säulen ausgehen, sich bis zu 250 km/h hangabwärts (überquellend oder absteigend) bewegen und meist mächtige pyroklastische Ströme bilden. Die Lavaströme sind meist nur kurz. Verwandt: Ignimbriteruptionen.
Beispiele: Mt. Pelée (Martinique), Merapi (Indonesien), Unsen (Kyushu, Japan). Peleanische Eruptionen sind extrem destruktiv in bewohnten Gebieten.

Plinianische Eruption

Sehr starke, explosionsartige, unterschiedlich lang andauernde Gaseruptionen mit bis zu vielen km hohen Eruptionswolken ohne Lavaausfluss. Die Eruptionswolken können in sich zusammenfallen und zur Bildung pyroklastischer Ströme führen. Der Gaseruption können jedoch Lavaströme folgen. Die weltweit stärksten Eruptionen sind plinianischer Natur. Stürzt das durch die plinianische Eruption entstandene Vulkangebilde ein, bildet sich ein Kessel (Caldera).
Beispiele: Vesuv 79 n.Chr.,(Italien), Krakatau 1883 (Indonesien), Tambora 1815 (Indonesien), El Chichon 1982 (Mexiko), Pinatubo 1991 (Philippinen), Mt. St. Helens 1980 (USA).

Katmaiische Eruption

Charakterisiert durch gewaltige Ascheströme, welche beim Kollabieren großer Eruptionswolken entstehen und Flächen bis über 100 Quadtratkilometer bedecken können.
Beispiel: Katmai (Alaska)

Phreatomagmatische Eruption

(auch surtseyische, bzw. hydromagmatische Eruption genannt). Entsteht, wenn Magma explosionsartig in Kontakt mit größeren Mengen Meer- oder Grundwasser kommt. Ist nur wenig Wasser vorhanden, bezeichnet man die Eruptionsform als phreatostrombolianisch). Das i.d.R. basaltische Magma wird fein zerstäubt; die Ascheablagerungen feingeschichtet.
Beispiele: Surtsey (Island).

Phreatische - phreatomagmatische Eruption

(auch Dampfsprengungseruption (engl. steam blast eruption genannt). Meist mit sehr heftigen Explosionen verbundene Eruption, wobei unter hohem Druck stehende Gasmengen die über dem Herd liegenden Gesteinsmassen durchschlagen; bzw. Eruptionen, bei welchen Magma mit externem Grund- oder Oberflächenwasser in Kontakt kommt und das Wasser weit über seinen Siedepunkt erhitzt wird. Das Volumen wird dabei auf das 1.000-fache vergrößert, was zu einer hochexplosiven Dampfexplosion führt. Zu dieser Eruptionsform werden die je weltweit stärksten vulkanischen Ereignisse gezählt. Werden die über dem Austritt liegenden Gesteinsmassen durchsprengt, entstehen Sprengtrichter, die sich mit Wasser füllen und als Maar bezeichnet werden.
Beispiele: Taal (Philippinen), Bezymianny und Shivelutch (Kamchatka, Russland), Ukinrek (Alaska), Eifel-Maare (Deutschland).

Peléanische Stoßkuppen

Wenn sich aus dem Schlot austretendes hochviskoses Magma nicht ausbreiten kann und über den Schlotrand steigt, bildet sich beim Erstarren eine Stoßkuppe. Geringer viskoses Magma kann Lavadome und Lavatunnel bilden, welche von innen heraus wachsen.
Beispiele: Siebengebirge (Deutschland), Puy de Dome (Frankreich), Teide (Spanien), Teile des Kilauea (Hawaii)

Asphalt-Tiefseevulkane

Eine neue Art von Vulkanen, welche 2004 im Golf von Mexiko (im Rahmen der Suche nach Methanvorkommen am Meeresboden) entdeckt wurde. Diese Unterwasservulkane finden sich in ca. 3.000 m Tiefe und erheben sich 450 - 800 m über dem Meeresgrund. Das Besondere dieser Vulkane ist, dass sie kein Magma, sondern Asphalt ausspucken.
Beispiele: Vulkan Chapopote im Golf von Mexiko. (Quelle: geoscience-online.de)

Gasvulkane

Explosive Ausbrüche von wenig Asche und Gestein, keine Lavaförderung.
Beispiele: Pipes d.h. gefüllte Schlote in Südafrika; Maare in Deutschland und in Nordspanien.

Submarine Eruption

Durch submarine Eruptionen können neue Inseln gebildet werden, welche jedoch in kurzer Zeit wieder vom Meer zerstört werden.
Beispiel: Surtsey, Island.

Guyots

Guyots sind unterseeische Einzelberge mit einem flachen Plateau an der Spitze (d.h. stumpfkegelig) und Durchmessern von mehreren km. Es wird angenommen, dass diese Guyots unterseeische Vulkane sind, welche vorher aus lockeren Klastika bestanden und ursprünglich über das Wasser hinausragten. Durch Abtragung und Brandung wurden die Kegel abgeflacht; und, so vermutet, dass die Berge durch ihr Eigengewicht absanken. Der Entstehungszeitraum liegt in der Kreidezeit.
Beispiele: Allison Guyot (ca. 98 mio Jahre alt) und Shatsky Rise ("Tamu Massiv")-Guyot, ein ca. 5.000m hoher Vulkan auf einer Fläche von ca. 220.000km²; beide im mittelpazifischen Gebirge.
siehe > Guyots

Subglaziare Eruption (Tafelvulkane)

Eruptionen unter einem Gletscher (bzw. Eisschichten), welche große Massen von Gletschereis zu Wasser schmelzen. Dieses verbindet sich mit der Lava und den Massen glaziarer Sedimente zu gewaltigen Schlammströmen. Sobald der Vulkan die Eisdecke durchdringt, entsteht auf dem subglaziaren Sockel ein normaler Vulkan.
Beispiel: Island

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Großformen der Vulkane

Kontinentale Basaltplateaus

Meist aus vielen übereinander liegenden basaltischen Schichten bestehend. s.a. > Flutbasalt

Ozeanische Basaltdecken

Durch submarinen Vulkanismus entstandene Lavafelder, meist an ozeanischen Rücken und Geosynklinalen s.a. > Flutbasalt

Inselbogen-Vulkane

Liegen in einer typischen Inselbogen - Umgebung. Meist an den Gipfeln unterseeischer bogenförmiger Rücken, welche auf ihrer konvexen Seite durch tiefe ozeanische Einschnitte geprägt sind. Das im Erdmantel gebildete basaltische Magma wird während seiner Passage durch granitische Schichten umgewandelt und tritt an der Erdoberfläche als Lava nichtbasaltischer Gesteine hervor.

Schildvulkane

Meist flache Kegel aus meist dünnflüssiger basaltischer Lava, bis zu mehrere hundert km Durchmesser, mit geringen Neigungen der Vulkanflanken.
Beispiele: Mauno Loa und Mauna Kea (Hawaii), Payún Matrú (Mendoza, Argentinien), Island, Mittelozeanische Rücken.
Etwa 95% aller Vulkane auf der Erde und 90% aller aktiven Vulkane sind Schichtvulkane.

Stratovulkane

Stratovulkane (Komposit- oder Schichtvulkane) sind aus abwechselnden Lavaströmen und Pyroklastiten aufgebaut. Stratovulkane sind meist steil, haben oft eine charakteristische Kegelform und einen Gipfelkrater. Nicht wenige haben eine Caldera gebildet.
Beispiele: Vesuv (pyroklastisch), Ätna (Lava), Fuji (Japan), Osorno (Chile), Mayon (Philippinen)

Rift- oder Spaltenvulkane

Vulkane, welche sich an Störungszonen bilden und aus Spalteneruptionen meist mächtige Lavamengen fördern.
Beispiele: Riftvulkane im Bereich des ostafrikanischen Rifts und des Roten Meeres; Lakagigar (Island)

Mischtypen

U.a. Stratovulkane, welche auf einem älteren Schildvulkan entstanden sind.
Beispiel: Ätna (Sizilien)

Monogenetische Vulkane

sind Vulkane mit nur einer Eruption

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Besondere Vulkantypen

Somma-Vesuv-Komplex

Vulkan mit Caldera die durch einen neuen zentralen Kegel teilweise wieder verfüllt wurde. Der Name stammt vom Vulkan Somma in Italien.

Rift-Vulkane

Vulkane, die an mittelozeanischen Rücken gebildet werden und für die Produktion der ozeanischen Kruste verantwortlich sind (Bsp.: Island)

Seamounts

Sind unterseeische Berge, welche Erhebungen über dem Meeresboden bilden, die Wasseroberfläche jedoch nicht durchbrechen. Seamounts bilden sich durch Hot Spot-Vulkanismus und bestehen meist aus Alkalibasalten. Sie werden auch als OIB (Ocean Island Basalts) bezeichnet.

Kryovulkane (Eisvulkane)

Sind extraterrestrische Vulkane, welche keine glutflüssige Lava ausspeien, sondern schmelzbare Substanzen wie Methan, CO₂, Wasser und Ammoniak, welche im Inneren des Planeten oder Mondes in gefrorenem Zustand vorliegen. Kryovulkane können Ablagerungen bis zu mehreren Hundert Metern bilden.

Die Existenz von Kryovulkanen wird auf dem Saturnmond Enceladus, dem Neptunmond Triton und dem Jupitermond Europa vermutet. Aufnahmen der NASA-Sonde Huygens/Cassini (2005) zeigen ca. 30 km weite Strukturen auf der Oberfläche von Titan, bei denen es sich wahrscheinlich um Kryovulkane handelt.

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Super-Vulkane

Vulkanischer Winter

Die Verdunkelung der Erdatmosphäre nach einem Vulkanausbruch, meist aber erst ab VEI 6 (s.u.). Durch die ausgeworfene Asche und Gase bilden sich Aerosole, welche bis in die Stratosphäre geschleudert werden können und sich dort schleierartig über die Erde verteilen. Durch die Absorption der Sonnenstrahlen kommt es zu einer Abkühlung. (Analogie: Nuklearer Winter). Bsp. für vulkanischen Winter: Ausbrüche des Krakatau und des Tambora (Indonesien), Pinatubo (Philippinen). (s.a. > Super-Vulkane)

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VEI

Die Größe, Heftigkeit, das Volumen und die Höhe der Eruptionswolke werden durch den VEI (volcanic explosivity index) definiert.

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Informationen (Satellitenbilder) zu einzelnen Vulkanen

Bilder: Vulkanarten

Bilder: Eruptionsformen

Literatur

• Bardintzeff, J.M.,1999; Vulkanologie; Enke-Stuttgart
• DLO,idw; 2004; Forschungszentrum Ozeanränder
• Edelmann, J., 2000; Vulkane besteigen und erkunden
• Edmaier,B., Jung-Hüttl, A., 1994; Vulkane-Wo die Erde Feuer und Asche spuckt (BLV)
• Ippach, P., Mangartz, F., Schaaf, H., 2002; Krater und Schlackenkegel
• Krafft, K. u. M., 1980; Volcanoes; Earth's Awakening
• Rittmann, A., 1981; Vulkane und ihre Tätigkeit
• Sigurdsson,H., 2000; Encyclopedia of Volcanoes
• Spektrum der Wissenschaft; 2005: Eisvulkan auf Titan ? 09/05, 16-22
• Tazieff, H., 1959; Les rendez-vous du diable
• Time-Life; 1985; Der Planet Erde: Vulkane
• Wimmenauer, W.; 1978; Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine

Web-links

• http://www.und.edu/instruct/mineral/101intro/slides/volcanic/slide1.htm
• http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/volcano.html
• http://www.vulkanarchiv.de

Links

• Geologisches Portrait/Magmatismus

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Quellangaben

• Autor: Collector
• Vulkanübersicht nach Kontinent: Stefan

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Einordnung

• Kategorie/Magmatismus

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