Basalt

Basalt ist ein sehr häufig vorkommendes vulkanisches Gestein mit einem Kieselsäuregehalt kleiner als 52%  und gilt darum als basisch. Basalt ist niedrigviskos und wird meistens effusiv gefördert. Es entstehen Lavaseen, Lavafontänen und Lavaströme, die große Entfernungen zurück legen können. Wird Basalt in strombolianischen Eruptionen gefördert, bilden sich schnell Schlackenkegel. Basaltische Lavaströme erstarren gerne in Form von Basaltsäulen.

Basalt-Magma entsteht durch das Schmelzen von Mantelmaterial. Der größte Teil des Erdmantels besteht aus den Mineralien aus denen Basalt besteht. Es ist somit das am Häufigsten vorkommende Gestein auf der Erde. Als Gestein setzt sich Basalt aus verschiedenen Mineralien zusammen. Hauptbestandteil ist Quarz (Siliziumdioxid) mit einem Anteil von gut 50%. Zudem sind die Silikate Pyroxen, Amphibol, Plagioklas und Olivin vertreten. Pyroxene und Amphibole enthalten relativ viel Calcium, Eisen und Magnesium. Plagioklas baut in seiner Kristallstruktur neben Calcium auch Barium, Natrium, Kalium und Ammonium ein. Olivine enthalten zusätzlich Blei, Cobalt, Mangan und Nickel. Im Basalt sind also allerhand nützliche Elemente enthalten, die wir auch als Rohstoffe brauchen. Diese kommen im Basalt in zu geringer Konzentration vor, als dass man sie direkt aus dem Basalt gewinnen könnte. Allerdings gelangen diese Elemente mit dem Basalt an die Erdoberfläche. Erosion und Umlagerungsprozesse reichern diese Mineralien in den verschiedensten Lagerstätten an.

Praktisch die gesamte ozeanische Kruste besteht aus Basalt. Basaltische Schmelze tritt an den Ozeanischen Rücken aus und bildet so den Ozeanboden. Nur eine vergleichsweise dünne Schicht der Ozeanböden ist sedimentären Ursprungs. Basaltlava tritt auch an den vielen Hot-Spot Vulkanen aus, die mitten auf Platten entstehen. Der Chemismus des Basalts unterscheidet sich je nach dem Ort, wo er entstanden, bzw. ausgetreten ist:

  • MORB (mid ocean ridge basalt, an Spreizungszonen der Mittelozeanischen Rücken zwischen zwei ozeanischen Platten)
  • CMB (continental margin basalt, an Subduktionszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Platte)
  • IAB (island arc basalt, an Subduktionszonen zwischen zwei ozeanischen Platten)
  • OIB (ocean island basalt, an Hot-Spots innerhalb einer Platte)

Basaltische Lava kann auch an kontinentalen Riftsystemen austreten. Beispiele hierfür sind der Kilimandscharo und Erta Alé.

Basaltsäulen

Basaltsäulen bestehen aus erstarrte Basalt-Lava. Sie bilden sich in dicken basaltischen Lavaströmen, die langsam abkühlen. Bei der langsamen Abkühlung schrumpft das Material und es bilden sich Risse senkrecht zur Abkühlungsfläche. Typischerweise ist der Querschnitt der Basaltsäulen hexagonal (sechseckig). Sind sie dicker als einen Meter, dann bilden sich Heptagonale Säulenquerschnitte heraus. Je langsamer die Lava abkühlt, desto gleichmäßiger sind die Säulen. Entstehen Basaltsäulen in senkrecht aufsteigenden magmatischen Gängen (Dykes) sind sie um 90 Grad gekippt, da die Abkühlungsfläche im Falle eines senkrechten Gangs die Längsseite der Intrusion ist. Rosettenartig angeordnete Basaltsäulen entstehen hingegen in Lavahöhlen und horizontalen Gängen.

Bims

Bims ist ein vulkanisches Gestein (Pyroklastit), das viele Poren aufweist und eine glasartige Struktur hat. Aufgrund ihres hohen Porenvolumens und ihrer geringen Dichte schwimmen die meisten Bimssteine.

Bims entsteht aus gasreichen Magmen, die explosiv gefördert werden. Die Schmelze enthält soviel Gas, dass sie regelrecht aufschäumen kann. Die Poren im Bimsstein sorgen für seine meist helle bis weiße Farbe. Es gibt allerdings auch dunkle Bimssteine. Diese enthalten weniger Poren als die Weißen und schwimmen daher seltener. Bimssteine sind schnell abgekühlt, weshalb keine (oder wenige) Kristalle wachsen konnten. Sie haben eine amorphe Struktur und werden daher als vulkanisches Glas bezeichnet. Zu dieser Gesteinsgruppe zählt auch der Obsidian.

Chemisch gesehen unterscheidet sich Bims nicht von andere Pyroklastika und kann aus den unterschiedlichsten Lava-Arten entstehen. Allerdings handelt es sich bei den meisten gasreichen Magmen um intermediären oder sauren (rhyolithischen) Schmelzen.

Bimssteinteppich

Wird der Bimsstein submarin gefördert, oder von einem Inselvulkan ausgestoßen, dann können große Bimssteinteppiche auf dem Wasser entstehen. Sie stellen eine Gefahr für den Schiffsverkehr dar. Solche Bimsteppiche entstehen häufiger im Südpazifik bei den vulkanischen Inselbögen von Fiji, Tonga und Samoa. Bimsteppiche können auch auf Süßwasserseen entstehen, wie auf dem Lago Puyehue in Chile.

Industrielle Nutzung von Bimsstein

Bims wird industriell genutzt, etwa zur Herstellung von Leichtbetonsteinen, oder als Schleifmittel. Es findet auch in der Landwirtschaft Verwendung. Dort wird Bims in Böden eingearbeitet, um diese aufzulockern. Bimssteine können Wasser filtern, oder werden als Hornhautentferner eingesetzt. Auch die Kosmetikindustrie bedient sich der Bimssteine. Mit Bims werden Jeanshosen auf alt getrimmt (stone washed).

Ein bekanntes Vorkommen von Bimssteinen liegt auf der Insel Lipari (Sizilien), wo es lange Zeit abgebaut wurde. Die Bimsgruben von Lipari stehen inzwischen unter Schutz der Unesco. Bei vielen sehr starken Eruptionen wurde Bims gefördert und bildete mächtige Schichten. So findet man Bims am Krakatau, oder am Tambora in Indonesien. Gelangt Bims ins Meer, können mächtige Flöße aus schwimmenden Bimssteinen entstehen.

Um auf Bimssteine zu stoßen, muss man nicht sehr weit fahren: bei der Laacher See Eruption in der Vulkaneifel wurde eine ordentliche Bimsschicht abgelagert. Mit etwas Glück entdeckt man in den Bimssteinen blaue Hauyn-Minerale.

Bocce

Bocce ist der italienische Begriff für einen Förderschlot. Wörtlich übersetzt heißt es „Schüssel“. Von daher könnte die Bezeichnung auch auf einen Krater passen. Alternativ ließt man auch die Bezeichnung „Bocca“, was „Mund“ heißt. So ist die Bocca Nuova einer der Gipfelkrater des Ätnas. Übersetzt heißt es „Neuer Schlund“.

Bradyseismos

Bradyseismus beschreibt langsam ablaufende Bodendeformationen größeren Maßstabs, die häufig von zahlreichen schwachen Erdbeben begleitet werden. Innerhalb von mehreren Jahren hebt (oder senkt) sich der Boden. Dabei sind Schwankungen von mehreren Metern möglich. Das Auf und Ab des Bodens wird von magmatischen Fluiden hervorgerufen, die in flachen Bodenschichten eindringen. Der Begriff leitet sich von den altgriechischen Wörtern „bradus“ ab, was „langsam“ bedeutet, und „seism“, was „Bewegung“ heißt. Der Begriff wurde 1883 von Arturo Issel geprägt und wurde zuerst auf den Calderavulkan Campi Flegrei in Italien angewendet.

Bradyseismo der Campi Flegrei

Die ältesten Zeugnisse des Phänomens Bradyseismos stammen aus Zeiten der Römer: An Säulen des antiken Marcellums in Pozzuoli sind heute noch die Löcher von Borhmuscheln zu sehen. Sie wurden in den Marmor gebohrt, als sich die Säulen unterwasser befanden und liefern Indizien, dass sich die Säulen bis unter dem Meersspiegel abgesenkt hatten und danach wieder um mindestens 6 m angehoben wurden.

Im letzten Jahrhundert wurden 2 bradyseismische Phasen dokumentiert: zwischen 1968 und 1972, erlitt das Gebiet Campi Flegrei eine Episode positiven Bradyseismus und stieg um 1,7 Meter. Ein weiterer Anstieg von 1,8 Metern erfolgte zwischen 1982 und 1984. Dies korrelierte mit einem flachen (4 km tiefen) Erdbebenschwarm im selben Zeitraum, der zur Evakuierung von 30.000 Menschen führte. Man befürchtete, dass der Vulkan ausbrechen könnte. Eine 3, Phase mit Bodenanhebungen fand zwischen 2001 und 2002 statt. Innerhalb kurzer Zeit hob sich der Boden um 90 cm an.  Die bisher jüngste Phase begann im Jahr 2005. Zunächst hob sich der Boden nur langsam, doch in 2011 beschleunigte sich die Inflation. Seitdem hob sich der Untergrund um 61 cm (Stand April 2020) an. Seit 2015 betrug die monatliche Hebungsrate 7 mm. Insgesamt beläuft sich die Bodenanhbeung also um mehr als 5 m und liegt damit nur noch 1 m unter dem bisherigen Spitzenwert aus der Römerzeit.

früher ging man davon aus, dass es sich bei den magmatischen Fluiden um Tiefenwässer handelt, doch Studien jüngeren Datums fanden Hinweise darauf, dass tatsächlich Magma aufsteigt. Doch ob der Bradyseismos in einer Eruption enden wird ist ungewiss.

Die Campi Flegrei ist das am besten dokumentierte Beispiel von Bradyseismos, doch es liegt die Vermutung nahe, dass es ähnliche Phänomene auch an anderen Calderavulkanen gibt. So wird in der chilenischen Caldera Laguna del Maule ebenfalls eine sehr lang-periodische Bodenanhebung beobachtet.

In gewisser Weise gleicht der Bradyseismus den D/I Events auf Hawaii, mit dem Unterschied, dass der Rhythmus zwischen Deflation/Inflation den Takt von Stunden und Tagen folgt.