Eruptionsmechanismen

Über die Förderart (ejektiv, effusiv) von Laven entscheiden im wesentlichen die Faktoren: Wasser-, Gas-, Kieselsäuregehalt und die Temperatur des Magmas. Je nachdem, in welchem Verhältnis diese Faktoren zueinander stehen, ergeben sich unterschiedliche Eruptionsmechanismen.

Christof Hug-Fleck fasste diese Beziehungen in seinem Buch „Die ruhelose Erde“ so zusammen:

Wasser Gas Kieselsäure (SiO2) Temperatur in °C Förderart
+
bis 1230 effusiv, ruhig
+
+
bis 1230 effusiv & ejektiv
+
600 – 900 °C schiebt saure Laven aus den Schlot (Dom)
+
+
400 – 700 °C hoch explosiv, Glutwolken

Auftrieb und Druck als wichtige Faktoren der Eruptionsmechanismen

Ein wichtiger Faktor der Eruptionsmechanismen ist der Druck des Magmas. Es gilt die Beziehung, dass eine Flüssigkeit mit hohem hydrostatischen Druck mehr Gas lösen kann, als eine Flüssigkeit mit geringem hydrostatischen Druck. Verringert sich dieser, dann wird das Gas freigesetzt und es entstehen Gasblasen. Vom Ort seiner Entstehung im oberen Erdmantel, steigt das Magma erst einmal aufgrund seines Auftriebs auf: da die Schmelze eine geringere Dichte als das umliegende Gestein hat, kann es wie ein Korken im Wasser aufsteigen. Gleichzeitig dehnt sich das Magma während des Aufstiegs weiter aus und es kommt zur Dekompression. Es entstehen immer mehr Gasblasen die immer schneller aufsteigen und das umgebende Material mit sich reißen. Das Magma durchbricht die Oberfläche und eruptiert. Meistens funktioniert der Prozesse jedoch erst einmal bis in ungefähr 5 km Tiefe. Dann ist der Auftrieb des Magmas meistens so schwach, dass es Gestein nicht mehr brechen kann. Daher sammelt sich das Magma für gewöhnlich in dieser Tiefe und verweilt solange, bis sich etwas im Gesteinsbrei verändert. Normalerweise kommt es zur langsamen Abkühlung mit magmatischer Differentiation. Es bilden sich Kristalle, mit der Folge, dass sich nicht nur der Chemismus der Restschmelze ändert, sondern auch die Rheologie und der Druck. Neue Gasblasen entstehen und treiben das Magma nach oben, wobei eine weitere Verringerung der Dichte und des hydrostatischen Drucks eine Beschleunigung der Gasbildung bedingen, so das der Prozess explosionsartig abläuft und viel Energie freisetzen kann.

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