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Magmatismus

Vulkanische Prozesse

Pyroklastische Wolke
Pyroklastische Wolke

welche sich am Hang des Vulkans Mayon (Philippinen);
abwärts bewegt. Ausbruch 15.9. 1984.

USGS Public Domain
Pyroklastischer Strom am Mont Fuego
Pyroklastischer Strom am Mont Fuego

Ausbruch des Vulkans Mont Fuego in Guatemala im Oktober 1974. Die Wolke war vom Gipfel gemessen ca. 7 km lang und bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 6o km/h.

USGS Public Domain
Nahansicht des pyroklastischen Stroms
Nahansicht des pyroklastischen Stroms

während des Ausbruchs des Vulkans Mayon am 15.9.1984

USGS

Pyroklastische Fallablagerungen

Asche-Fallablagerungen
Asche-Fallablagerungen

Ausbruch des Vulkans Soufrière, Montserrat, Karibik; 1997

USGS Public Domain
Asche-Fallablagerungen
Asche-Fallablagerungen

Die von Asche des Pinatubo-
Ausbruchs bedeckte Clark-Airbase;
Foto: Willie Scott 1991

USGS Public Domain
Wenn der Tag zur Nacht wird
Wenn der Tag zur Nacht wird

Verdunkelung durch gewaltige Aschegefälle während des Ausbruchs des Vulkans Soufriere, Montserrat im Jahr 1997

US Government Public Domain
Ascheablagerungen
Ascheablagerungen

Ascheablagerungen während des Ausbruchs des Vulkans Galunggung, nahe des Dorfes Kadong, Java, Indonesien; Foto Jack Lockwood, 1982

USGS Public Domain

Der Begriff Pyroklastische Fallablagerungen (engl. pyroclastic air fall deposits) bezeichnet in der Vulkanologie bzw. der Geologie pyroklastische Ablagerungen, die durch das Ausregnen und Auswaschen von Pyroklasten aus einer vulkanischen Eruptionswolke durch atmosphärische Prozesse und die Schwerkraft entstehen sowie pyroklastische Ablagerungen, die aus ballistisch ausgeworfenen Pyroklasten bei einem explosiven Vulkanausbruch entstanden sind. Auch als " Fall Out " oder " Ejekta " bezeichnet. Sie entstehen, wenn bei einem Vulkanausbruch Material explosivartig in die Atmosphäre geschleudert wird und auf die Erde zurückfällt. Zu den wichtigsten air fall Produkten gehören Lapilli, Bomben, Blöcke und Asche. Besondere Formen der air fall Pyroklastite sind Agglomerate und Agglutinate, welche während des Auswurfs oder sogar noch bei der Ablagerung zähflüssig waren. Sie bilden sich in nächster Nähe der Ausbruchsöffnungen, an Lavafontänen, auf Lavaseen und auf Lavastrom-Oberflächen.

Ejekta sind auch die durch einen Impakt in die Höhe geschleuderten und auf die Erde zurückfallenden Gesteinsmaterialien


Pyroklastische Wolken oder Ströme


engl.: pyroclastic flow; franz.: Nuée Ardente

Pyroklastische Wolken (Synonym Pyroklastische Ströme oder Glutwolken) stellen eine heiße Feststoff- (Asche, Bims, Gesteinsfragmente) Gasdispersion dar, die sich während peleanischer explosiver Eruptionen oder beim Einbrechen eines Lavadoms überquellend, absteigend (hangabwärts) oder zurückfallend bewegt.

Pyroklastische Ströme erreichen Geschwindigkeiten zwischen 100 und 700 km/h; die Temperaturen dieser Ströme/Wolken liegen zwischen 570 °C und 1.470 °C. Pyroklastische Ströme (Wolken) werden grundsätzlich von den Lavaströmen unterschieden. Glutlawinen sind eine Variante eines pyroklastischen Stromes. Vulkanologisch werden pyroklastische Surges und pyroklastische Ströme nach ihrer Dichte (Gasgehalt)unterschieden.

Pyroklastische Ströme treten in Zusammenhang mit felsigen, also quarz- und feldspatreichen, seltener intermediären, aber in jedem Falle gasreichen Magmen und Asche auf. Der Begriff (ausgehend von nuée ardente, das im Französischen synonym mit coulée pyroclastique = pyroklastischer Strom ist) erschien erstmalig im Zusammenhang mit dem Ausbruch des Pelé 1902 auf.

Steigt Magma in einem Vulkan auf, sinkt der Druck und damit nimmt die Gaslöslichkeit im Magma ab. In der Folge entstehen Gasblasen, welche aber aufgrund der Zähigkeit des Magmas vorerst nicht entweichen können. Durch den ansteigenden Gasdruck verfestigt sich das um die Blase liegende Magma breiförmig und kann bei einem Austritt des Gases nicht mehr zusammenfließen, wodurch ein Hohlraum entsteht. Das dickflüssige Magma schiebt sich übereinander und bildet eine so genannte Staukuppe (auch als Lavadom oder, bei spitzeren Formen, als Lavanadel bezeichnet). Ab einer bestimmten Höhe (etwa ab 40 Metern) wird das zähflüssige, halbstarre Gebilde instabil und kann kollabieren.

Die Gesteinsbrocken und das Magma werden zu Asche gemahlen und gleiten zusammen mit den austretenden Gasen mit bis zu 400 Kilometern pro Stunde den Hang hinab, wobei eine enorme Zerstörungskraft entfaltet wird. Im Inneren des Stroms können Temperaturen zwischen 300 und 800 °C herrschen, abhängig von der Größe des Stroms. Beim Ausbruch des Soufrière Hills auf Montserrat konnten erstmals Ströme beobachtet werden, die sich über das Meer ausbreiteten.

Glutwolken

Glutwolke
Glutwolke

Pinatubo, Philippinen, 1991

USGS Public Domain

Glutwolken (nuée ardente). Synonym mit Pyroklastische Wolke oder Pyroklastischer Strom.


Glutlawinen oder Base Surge

Glutlawine
Glutlawine

Entwicklung einer Glutlawine infolge einer zusammenbrechenden pyroklastischen Wolke;
Vulkan Mt. St. Helens, 1982

USGS Public Domain

Eine Glutlawine ist eine Variante des pyroklastischen Stromes, die mit 300–1000 km/h und Temperaturen von 350 bis 1000 °C die Vulkanhänge hinab rasen und sich kilometerweit ausbreiten kann. Sie entsteht durch eine phreatomagmatische Eruption, bei der riesige Mengen an Deckgestein und Magma/Lava ausgeschleudert werden, oft auf Kosten des gesamten Gipfels (St. Helens, Tambora).

  • Bezeichnung für eine wolkenartige Akkumulation hoch energiereicher vulkanischer Gase, die große Mengen von heißen Schmelztröpfchen und Feststoffen enthalten, bzw. sich dicht über dem Boden bewegende Wolken aus einem Gemisch von Gasen, Wasserdampf, Asche und Gesteinspartikeln, welche beim Kollabieren einer Eruptionssäule entstehen. Glutlawinen sind relativ schwer und strömen daher mit Fließgeschwindigkeiten von 300 - 1000 km/h und Temperaturen von 350 bis 1000 °C an den Hängen eines Vulkans hinab. Darüber bildet sich eine Aschewolke, deren feine Partikel nach und nach als Fallablagerung zur Erde fallen. Glutlawinen entstehen bevorzugt bei plianischen Eruptionen durch Kollaps der Eruptionswolke und enthalten meist feineres Material als pyroklastische Wolken, aber auch durch phreatomagmatische Eruption, bei der riesige Mengen an Deckgestein und Magma/Lava ausgeschleudert werden, oft auf Kosten des gesamten Gipfels.

Der Begriff Base Surge wird auch bei Druckwellen bei hochexplosiven plinianischen Eruptionen, (besonders aber bei phreatomagmatischen Eruptionen mit meist sehr hoher Geschwindigkeit) verwendet.

Glutlawinen könne extrem zerstörerisch sein. Bsp. Ausbruch des Mt. St. Helens (USA), Unzen-Vulkan (Japan), Montagne Pelée (Martinique), TAmbora (Indonesien) etc.


Pyroklastischer Dichtestrom

Der Begriff Pyroklastischer Dichtestrom (engl. pyroclastic density current) wird in der Vulkanologie bzw. der Geologie als Übergriff zur Bezeichnung eines Gas-(Flüssigkeits)-Partikel-Gemisches verwendet, das bei der explosiven Eruption eines Vulkans entstehen und durch seine Dichte am Boden fließen kann. Er beinhaltet das gesamte Spektrum von partikelarmen bis partikelreichen Gemischen, heißen und relativ kühlen, z.T. auch wasserhaltigen Strömen, die sich mit relativ geringen oder mit hohen Geschwindigkeiten, turbulent oder über Korn-Korn-Kontakt bewegen. Der Begriff ist umfassender als der ältere und bekanntere, aber auch vieldeutige Begriff Pyroklastischer Strom, der nur einen Teil des Phänomens beschreibt und heute meist auch nur in einem stark eingeengten Sinn verwendet wird (Pyroklastischer Strom i.e.S.). Beide Begriffe beschreiben einen Transport- und Ablagerungsprozess in der Vulkanologie, nicht die Ablagerung selber. Pyroklastische Dichteströme können beträchtliche Geschwindigkeiten (bis über 1000 km/h).erreichen und sehr heiß sein (bis etwa 800°. (aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie; Lizenz; Creative Commons Share Alike 3.0)

Berühmt-berüchtigte pyroklastische Ströme(1)

79 n.Chr.

Plinius der Jüngere beobachtete im Jahr 79 den Ausbruch des Vesuvs und beschrieb eine Plinianische Eruption. Seine Darstellungen einer sich in das Tal stürzenden schwarzen Wolke wurden erst spät als pyroklastischer Strom identifiziert.

186

Als im Jahre 186 n.Chr. der Taupo auf Neuseeland ausbrach, raste ein pyroklastischer Strom mit bis zu 725 km/h über das Land.

1902

Am 8. Mai 1902 kam es am Montagne Pelée auf der Karibikinsel Martinique zum verlustreichsten Ausbruch des 20. Jahrhunderts, wobei durch die pyroklastischen Ströme schätzungsweise 29.000 Menschen ums Leben kamen und die Hauptstadt Sant Pierre total zerstört wurde.

1912

Überquellende Glutlawinen des Vulkans Katmai in Alaska

1914

Bei einem Ausbruch des Vulkans Sakura-Jima nahe Kagoshima in Japan legte ein pyroklastischer Strom eine Strecke von 60 Kilometern zurück, wobei er sogar zehn Kilometer offenes Meer übersprang.

1980

Beim Ausbruch des Mount St. Helens wurden durch Pyroklastische Ablagerungen über 400 km² bedeckt.

1990 - 1995

Besonders berüchtigt für seine pyroklastischen Ströme ist der Unzen in Japan. Während seiner letzten Aktivphase (1990–1995) schickte er über 175 von ihnen ins Tal. Am 3. Juni 1991 starben dort die Vulkanologen Katia und Maurice Krafft, sowie etwa 40 weitere Personen.

1997

Auch der Soufrière Hills auf der Karibik­insel Montserrat ist sehr bekannt für seine pyroklastischen Ströme; ab dem 25. Juni 1997 führten zahlreiche pyroklastische Ströme, zu denen es bis in den Dezember 1997 kam, zur Zerstörung der südlichen Inselhälfte.

Lahar

Lahar
Lahar

Ein ca. 300 m breiter Lahar, welcher das Tal;
des Sacobia-Bamban-Flusses nahe des;
Vulkans Pinatubo (Luzon, Philippinen) füllt;
Foto: Peter Mouginis-Mark

NASA
Lahar
Lahar

Plinianische Eruption, Durch den Ausbruch des Mount St. Helens (USA) im Jahr 1980 wurde ein großer Teil einer Flanke aus dem Vulkan gebrochen; bei einem erneuten Ausbruch am 19.3.1982 bildete sich ...

USGS
Lahar
Lahar

Vulkan Pinatubo, Philippinen;
Foto: Neureiter

Sebastian Henckel

Das Wort kommt aus dem Indonesischen und bedeutet Schlammstrom.

Anreicherung von Asche mit Wasser, Eis oder Schnee während einer Vulkaneruption, welche als Schlamm, tw. in mächtigen Strömen zu Tal fließt. Beispiele für die gewaltigsten bekannten Schlammströme waren die Ausbrüche des Vesuv (Pompeji, Herculaneum), des Kelut in Java (Indonesien, 1919), welcher 104 Dörfer überdeckte und des Mount St. Helens (USA, 1980). Ein Lahar, bzw. ein vulkanischer Schlammstrom oder eine Schlammlawine entsteht durch Einwirkung vulkanischer Wärme auf Eis, Schnee, Grund- oder Regenwasser, bzw. beim Abschmelzen einer Eiskappe eines vergletscherten Vulkans bei einer Eruption im Gipfelbereich.

Im erweiterten Sinn ein vulkanisches Förderprodukt. Heiße Lahars stehen direkt im Zusammenhang mit Eruptionen; kalte Lahars folgen der Eruption nach.



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