Wiki Vulkane und Erdbeben

Der Begriff Vulkanismus fasst alle Manifestationen zusammen, die im Zusammenhang mit Vulkanen stehen. Er bezieht sich insbesondere auf geologische Aktivitäten und Prozesse, die mit Aufstieg und Ausbruch von geschmolzenem Gestein (Magma/Lava) und anderen Materialien (Fluide und Gase) aus dem Inneren der Erde in Verbindung stehen, die an der Oberfläche austreten.

Vorkommen von Vulkanismus

Vulkanismus tritt vor allem an Orten entlang der Grenzen tektonischer Platten auf. Hierbei kann es sich um divergente Plattengrenzen Handel, also Stellen an denen sich die Erdkruste durch Bewegungen der tektonischen Platten öffnet, oder aber auch an konvergenten Plattengrenzen, an denen die schwerere Platte unter die leichtere abtaucht und im Erdmantel geschmolzen wird. Hinter diesen Subduktionszonen steigt Schmelze auf, die an Vulkanen austritt. Andere Austrittstellen von Lava finden sich über Hotspots, an denen ein Magmaschlauch aus dem Erdmantel aufsteigt und Schmelze bis zu den Vulkanen der Erdoberfläche führt.

Bleibt das geschmolzene Gestein, das wir Magma nennen, in der Erdkruste stecken sprechen wir von Magmatismus. Sekundäre Effekte wie postvulkanische Erscheinungen können ihren Ursprung sowohl im Magmatismus als auch im Vulkanismus finden. Bei den postvulkanischen Erscheinungen handelt es sich um Heiße Quellen, Geysiren, Schlammvulkanen und Fumarolen. Sie werden auch unter dem Begriff Postvulkanismus zusammengefasst, wobei das Vorhandensein postvulkanischer Erscheinungen nicht gleich bedeuten muss, dass der Vulkan erlischt. Oft sind diese Manifestationen auch typische Begleiterscheinungen von Vulkanausbrüchen, oder sie treten zwischen zwei Eruptionen auf.

Verschiedene Formen des Vulkanismus

Vulkanismus kann verschiedene Formen annehmen, von ruhigen Ausbrüchen, bei denen flüssige Lava aus dem Vulkan fließt (roter Vulkanismus), bis hin zu explosiven Eruptionen (grauer Vulkanismus), die Lava in Form von Asche, Gesteinsfragmenten und Gas in die Luft schleudern. Die Art der Eruption hängt von Faktoren wie der Viskosität der Lava und der Menge an Gasen ab, die im Magma eingeschlossen sind, sowie von der Kristallbildung des Magmas.

Der Vulkanismus hat einen erheblichen Einfluss auf das Klima und die Umwelt, da vulkanische Ausbrüche Asche und andere Materialien wie Aerosole in die Atmosphäre freisetzen können, die das Klima beeinflussen und die Luftqualität beeinträchtigen können.

Die Erscheinungen des Vulkanismus sind kein rein irdisches Phänomen, sondern wurde auch auf anderen Planeten unseres Sonnensystems nachgewiesen, etwa auf dem Mars oder der Venus. Auf dem Mars gibt es mit dem Olympus Mons den größten Vulkan des Sonnensystems. Auch einige Jupitermonden zeigen Anzeichen von Vulkanismus, wobei hier teilweise andere Materialien gefördert werden, als auf der Erde. Ein Beispiel hierfür ist der Kryo-Vulkanismus, bei dem gefrorenen Substanzen ausgestoßen werden.

Der größte irdische Vulkan ist der Mauna Loa auf Hawaii. Genau wie sein außerirdisches Pendant auf dem Mars handelt es sich um einen Schildvulkan der basaltische Lava fördert, die meistens ruhig in Form von Lavaströmen austritt. Im Falle solcher rein effusiver Eruptionen sprechen wir vom gutmütigen „roten Vulkanismus“.  Bei den gefährlichsten Vulkanen der Welt handelt es sich um dombildende Vulkane. Bei einem Lavadom handelt es sich im Prinzip um einen extrem zähen Lavastrom, der den Förderschlot verstopft, weswegen sich im Inneren des Vulkans ein hoher Druck bilden kann, der sich in starken Explosionen entlädt und den Lavadom zum kollabieren bringt. In der Folge entstehen pyroklastische Dichteströme, die alles auf ihrem Weg zerstören. Ein typischer Vertreter dieser Vulkanart ist der Merapi auf der indonesischen Insel Java.

Der Wissenschaftler, der sich mit dem Vulkanismus beschäftigt, wird Vulkanologe genannt. Die Lehre von den Vulkanen und des Vulkanismus wird unter dem Begriff Vulkanologie zusammengefasst.

Bei einem Vulkanit handelt es sich um ein Gestein vulkanischer Herkunft, das durch Erstarrung von Lava, oder durch Verfestigung von Tephra entstanden ist. Vulkanite werden oft als vulkanisches Gestein, Ergussgestein, Eruptivgestein, Effusivgestein oder Extrusivgestein bezeichnet, wobei diese Einordnungen schon weiter differenziert sind.

Zusammen mit den Plutoniten bilden die Vulkanite die Gruppe der Magmatischen Gesteine.

Zusammensetzung von Vulkaniten

Vulkanische Gesteine weisen eine vielfältige chemische- und mineralische Zusammensetzung auf. Sie ist oft typisch für ein bestimmtes Entstehungsszenario des Vulkanits. Die wissenschaftliche Analyse eines Vulkanits kann dem Vulkanologen/Mineralogen wichtige Hinweise auf dessen Herkunft und Entstehungsgeschichte liefern.

Ein wichtiger Bestandteil von Vulkaniten ist die Kieselsäure (SiO2). Sie bestimmt die Fließfähigkeit einer Schmelze und ist ein wichtiges Kriterium dafür, ob ein Extrusiv-, Effusiv-, oder Eruptivgestein entsteht. Vulkanische Gesteine die viel SiO2 enthalten werden als „sauer“ bezeichnet. Ist wenig Kieselsäure enthalten, dann werden die Vulkanite als „basisch“ klassifiziert. Weitere häufig vorkommende chemische Bestandteile sind Eisen, Kalium, Kalzium, Magnesium und Natrium. Aus der Schmelze kristallisieren unterschiedliche Mineralien aus. Sie kommen in den Vulkaniten in unterschiedlichen Kombinationen vor. Typische Mineralien in Vulkanite sind: Quarz, Feldspat, Foide, Pyroxene, Olivin, Amphibole und Magnetit. Die Klassifizierung von Vulkaniten anhand des Mineralbestands wird im allgemeinen mit Hilfe des Streckeisendiagramms durchgeführt.

Klassifiziert man die Vulkanite nach ihrem Mineralienbestand und dem Chemismus, kommt man zur folgenden (beispielhaften) Sortierung:

• Andesit ist ein intermediärer Vulkanit mit mittlerem SiO₂-Gehalt. Erstarrt die Ausgangsschmelze in der Erdkruste entsteht ein plutonischer Diorit.
• Basalt enthält relativ wenig Kieselsäure und wird daher als basischer Vulkanit klassifiziert. Er setzt sich aus silikatischen Mineralien zusammen, die reich an Kalzium, Eisen und Magnesium sind. Sein plutonischer Pendant ist der Gabbro.
• Dacit (auch Dazit) ist ein intermediärer bis saurer Vulkanit und wird oft als felsisch bezeichnet. Das plutonische Äquivalent ist der Granodiorit.
• Phonolith (auch Klangstein genannt) enthält viel Alkalifeldspat, oder Foide, während Quarz als Mineral praktisch nicht vorkommt. Beim Anschlagen erzeugt es einen besonderen Klang.
• Rhyolith ist der Vulkanit mit dem höchsten Gehalt (65-75%) an Kieselsäure. Das macht den Rhyolith hochviskos und gasreich. Rhyolithisches Magma bildet Dome und sorgt für Eruptionen mit hoher Explosivität. Das plutonische Pendant ist der Granit.
• Tephrit ist ein Ergussgestein, das reich an Feldspatvertretern und Plagioklasen ist, es kommen auch Pyroxene und Amphibole vor.
• Trachyt hat einen SiO2-Gehalt von 58-69% und zählt zu den sauren Vulkaniten. Im Mineralbestand von Trachyt überwiegen Alkalifeldspat und natriumreiche Plagioklase.

Gefüge vulkanischer Gesteine

Ein wichtiges Charakteristika vulkanischer Gesteine ist ihr Gefüge. Vulkanite sind typischer Weise feinkörnig und können Poren enthalten, die aus kleinen Gasblasen entstanden. In einer feinkörnigen Matrix können größere Einsprenglinge eingebettet sein. Diese entstanden häufig schon durch Kristallisation in einer Magmenkammer. Wenn ein vulkanisches Gestein sehr schnell abkühlt, kann es sogar eine glasige Struktur annehmen. Erstarrt ein Lavastrom, dann kann man im Gefüge Fließtexturen erkennen: längliche Mineralien werden parallel zur Fließrichtung des Stroms eingeregelt.

Typische Vulkanite nach dem Gefüge klassifiziert sind:

• Bims ist ein helles Vulkangestein mit einem sehr hohe Porenanteil. Es entsteht aus einer gasreichen Schmelze, die explosiv gefördert wurde und schnell abgekühlt ist. Oft schwimmt Bimsstein auf dem Wasser.
• Ignimbrit (Feuerregen) entsteht aus Ablagerungen von pyroklastischen Dichteströmen. Sie werden wie Tephra locker abgelagert, können aber später zu einer festen Gesteinsschicht verbacken. Ignimbrite können viel Bims enthalten und mächtige Schichten bilden.
• Tuffit besteht zu 25 bis 75 % aus Pyroklasten. Es ist also ein vulkanisches Gestein, dessen Lava explosiv gefördert wurde.
• Obsidian ist ein vulkanisches Glas. Es ist opak und entsteht aus einer gasarmen Schmelze, die sehr schnell abgekühlt ist.

Vorkommen vulkanischer Gesteine

Vulkanite findet man in vulkanisch aktiven Zonen, oder in Gebieten, in denen früher Vulkane aktiv waren. Sie kommen im großen Stil entlang der divergenten Plattengrenzen der Mittelozeanischen Rücken vor. Dort bilden sie ganze submarine Gebirge aus Basaltlava. Die Insel Island besteht zum größten Teil aus vulkanischen Gesteinen und bildet ein Teil des Mittelatlantischen Rückens ab, die hier über Wasser angehoben wurde. Auch kontinentaler Riftvulkanismus bringt meistens Basalte hervor. Antagonisten zu den Mittelozeanischen Rücken sind die konvergenten Subduktionszonen. Hinter den Krematorien ozeanischer Erdkruste befinden sich Vulkangürtel, die sich entweder in Inselbögen manifestieren, oder in Küstengebirgen wie den Anden bilden. Dort entstehen Vulkanite aus intermediären bis sauren Laven. Die Vulkanite an Hotspot-Vulkanen können entweder basisch, oder felsisch sein. Letztere Vulkanite bilden sich an kontinentalen Hotspots. Vulkanite aus Basalt findet man hingegen an ozeanischen Hotspots.

(Quellen: WIKIPEDIA, mineralienatlas.de, vulkane.net)

Ein Vulkanologe ist ein Forscher, der sich auf das Studium und die Beobachtung von Vulkanen und ihren begleitenden Phänomenen spezialisiert hat. Er, oder Sie hat es sich zur Aufgabe gestellt Forschung zu betreiben mit dem Ziel Vulkanausbrüche vorherzusagen, Gefahren-Karten zu erstellen und die Mechanismen zu Entschlüsseln die für den Vulkanismus verantwortlich sind. Relativ neu ist das Betätigungsfeld ausserirdischen Vulkanismus auf die Spur zu kommen.

Vulkanologe werden

In einigen Ländern ist die Vulkanologie ein Studienfach. In Deutschland allerdings nicht, daher ist der Begriff nicht rechtlich geschützt. Viele Vulkanologen stammen aus angrenzenden Wissenschaftszweigen wie Geologie, Geophysik, Geochemie, Mineralogie. Um ein studierter Vulkanologe zu werden, muss man eines dieser Fächer studieren. Während des Studiums empfehlen sich Praktika in einem Vulkanologischen Observatorium, oder ähnlichen Forschungseinrichtungen. Observatorien sucht man in Deutschland vergebens. Nächstgelegenen VOs finden sich in Italien, entweder in Neapel, oder in Catania. Das HVO auf Hawaii ist ebenfalls bei Praktikanten aus aller Welt beliebt. Deutsche Forschungseinrichtungen, die sich auch mit Vulkanologie beschäftigen sind das GFZ Potsdam und Geomar Kiel.

Berühmte Vulkanologen

Katia und Maurice Krafft waren französisches Geowissenschaftler und zugleich ein Ehepaar, dass sich dem Vulkanismus verschrieben hatte. Als Fotografen und Filmemacher dokumentierten sie gut 150 Vulkanausbrüche und wurden mit ihren Aufnahmen international bekannt. In Fachkreisen schätzte man sie insbesondere wegen ihren Forschungsarbeiten. Das Paar fand 1991 den Tod, als sie pyroklastische Ströme am japanischen Vulkan Unzen dokumentierten. Mit ihnen starben 41 andere Wissenschaftler und Journalisten. Unter ihnen befand sich der amerikanische Vulkanologe Harry Glicken. Er begann seine Karriere als Assistent von David A. Johnston, der bei der Mount St. Helens-Eruption 1981 ebenfalls Opfer eines pyroklastischen Stroms wurde. Johnston befand sich auf einem Beobachtungsposten in 10 km Entfernung vom Vulkan und konnte noch den Spruch „„Vancouver! Vancouver! This is it!““ funken, bevor er von der Glutwolke erwischt wurde. Harry Glicken überlebte diesen Tag nur aufgrund eines auswertigen Termins.

Prof. Stanley N. Williams stammt ebenfalls aus den USA und überlebte einen Ausbruch des kolumbianischen Vulkans Galeras schwer verletzt. Im Rahmen eines Fachkongresses führte Williams eine Gruppe Vulkanologen in den Krater des Vulkans Galeras, als dieser plötzlich ausbrach. 6 Forscher und 3 Touristen starben. Das war 1993. Williams schilderte seine Erfahrungen in einem Buch.

Der wohl bekannteste Vulkanologe Deutschlands ist Prof. Hans-Ulrich Schmincke. Er lehrte u.a. an der Ruhruniversität Bochum. Ab 1990 war er Leiter des IFM Geomar. Zwischen 1983 und 1991 war Schmincke Generalsekretär der internationalen Vulkanologen-Vereinigung. Seit 2003 befindet er sich im Ruhestand. Vielen Vulkanfans dürfte Dr. Boris Behncke vom INGV Catania bekannt sein. Der deutsche Vulkanologe taucht in zahlreichen Fernsehdokumentation über den Ätna auf. Er begann sein Geologie-Studium an der RUB unter Prof. Schmincke.

Als Vulkanologie wird die Lehre von den Vulkanen bezeichnet. Als Teilgebiet der Geologie ist sie eine junge Wissenschaft, die zugleich sehr komplex ist. Eine Hauptaufgabe der Vulkanologie ist es Vulkane zu erforschen, mit dem Ziel, Vulkanausbrüche vorherzusagen und Gefahrenkarten zu erstellen. Obwohl die Erforschung der Vulkane und des Vulkanismus in den letzten Jahren große Fortschritte machte, ist es nur bedingt möglich eine Eruption längerfristig vorherzusagen. Zu viele unbestimmbare Faktoren scheinen zu beeinflussen, ob ein Vulkan nun ausbricht oder nicht. Oft gelingt es den Vulkanologen nur zu sagen, dass der Vulkan bereit ist zu einer Eruption. Ob- und wann genau der Ausbruch einsetzen wird, ist für gewöhnlich nur wenige Stunden vor der Eruption zu sagen. Manchmal erfolgen Eruptionen auch ohne jegliche Vorwarnung.

Teilgebiete der Vulkanologie

Die Physikalischen Vulkanologie befasst sich mit den physikalischen Vorgängen des Vulkanismus. Um dem Vulkan den Puls zu fühlen, werden oft technische Geräte eingesetzt, die auf physikalische Prinzipien beruhen. Hierzu zählen etwas Seismografen, die Erdbebenwellen erfassen.

Die Experimentelle Vulkanologie ist ein relativ neues Betätigungsfeld. Mit Hilfe von Experimenten werden die Vorgänge in einem Vulkan simuliert und künstliche Eruptionen von Model-Vulkanen ausgelöst. So gibt es an der Universität München ein Labor, in dem Eruptionen in einer Art Kanone simuliert werden. In Norditalien beschäftigte man sich mit der Untersuchung pyroklastischer Ströme und simulierte welche auf einem Freigelände. Meiner Meinung nach weist die Experimentelle Vulkanologie einen Schwachpunkt auf: Die Versuche werden mit bereits eruptierter Lava durchgeführt, der ja schon ein großer Teil der Fluide/Gase fehlen, die noch im Magma enthalten sind.

Vulkanologische Observatorien

Die Vulkanologen verreichten ihre Arbeit oft an Universitäten, oder in Vulkanologische Observatorien. Dort laufen alle Messwerte zusammen, die an einem Vulkan gesammelt werden. Zur Vulkan-Beobachtung (Monitoring) werden zahlreiche Messinstrumente eingesetzt und Lava- und Gasproben untersucht. Das älteste Observatorium der Welt ist das Vesuv-Observatorium in Neapel. Hauch das HVO am Kilauea auf Hawaii blickt auf eine lange Tradition zurück.

Ein Vulkanspotter (engl. volcano spotter) ist ein Vulkanbeobachter. Der englische Begriff Spotter beschreibt eine Person, die sich mit dem gezielten Beobachten von Phänomenen oder Objekten beschäftigt. Die Beobachtungstätigkeit wird im englischen Spotting genannt.
Oftmals verschwinden die Grenzen zwischen professionellen Spottern und Hobbyspottern. Die wohl bekanntesten Vulkanspotter waren Katja und Maurice Krafft. Bei dem französischen Ehepaar handelte es sich um Geowissenschaftler und Fotografen, das vor allem durch ihre Vulkanfilme und Bücher bekannt geworden ist.

Oft geht von einem aktiven Vulkan eine Wärmestrahlung aus. Die Quelle der Wärmestrahlung ist das Magma im Förderschlot, oder die bereits eruptierte Lava. Besonders heiße Gase aus Fumarolen können ebenfalls Wärme emittieren. Die Wärmeabstrahlung kann man z.B. mit Infrarot-Kameras überwachen. Oft geschieht das via Satellit. Die Leistung wird in Watt gemessen. Mittels Satelliten können Wärmequellen ab einer Leistung von 1 Megawatt erfassen.

Es gibt mehrere Projekte, in deren Rahmen die vulkanische Wärmestrahlung global überwacht wird. Sie basieren auf dem MODIS-System (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) der NASA, das Wärmestrahlung verschiedenster Quellen detektiert und auch zur Lokalisierung von Waldbränden herangezogen wird. Anstatt einer normalen Infrarotkamera wird hier ein bildgebendes Spektralradiometer benutzt. Es ist ein Schlüsselinstrument an Bord der Satelliten Terra (EOS AM) und Aqua (EOS PM).

Eine erste vulkanische Nutzung wurde unter dem Projektnamen MODVOLC angegangen. MIROVA ist ein italienisches Projekt und ist mittlerweile sehr populär geworden. Die thermisches Strahlung wird in farblich kodierte Bereiche eingeordnet, anhand derer sich das Aktivitätsniveau definieren lässt. Die Farbcodierung beginnt bei grün, geht über gelb und orange, nach rot und lila. Die folgende Tabelle verdeutlicht den Zusammenhang:

Interessant ist auch der zeitliche Verlauf der Wärmestrahlung. An diesem kann man gut den Verlauf einer Eruption abschätzen. Die Vulkanologen versuchen auch die Förderrate eines Lavastroms mit diesen Daten zu ermitteln. Dazu braucht es allerdings für jeden Vulkan einzelne Referenzwerte.

Die Methode hat den Nachteil, dass Wolken die Messungen vereiteln. Dünne Wolkenschichten liefern abgeschwächte Werte. Auch die Hangneigung kann den tatsächlichen Wert beeinflussen. Es sind immer nur Momentaufnahmen. Um einen differenzierteren Eindruck der eruptiven Tätigkeit zu bekommen, muss man mehrere Messewerte vergleichen.

Ein Xenolith ist ein Einschluss älteren Nebengesteins (Fremdgesteins) in einem Vulkanit oder Plutonit (Magmatit). Die Entstehung des Xenoliths steht mit der Bildung des Magmatits in keinem direkten Zusammenhang. Besteht der Einschluss aus einem Kristall, bezeichnet man ihn auch als Xenokristall.

Xenolithe können aus verschiedenen Gesteinsarten bestehen, darunter Basalt, Granit, Peridotit und andere. Sie werden bei Vulkaneruptionen aus tieferen Erdkrusten- oder Mantelbereichen herausgeschleudert und können unterschiedliche Größen und Formen haben.

Xenolithe sind in der Regel älter als das umgebende vulkanische Gestein und stammen aus größerer Tiefe. Sie bieten wertvolle Informationen über die geologische Geschichte der Region. Anhand der mitgeführten Xenolithe in einem magmatischen Gestein sind Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und Mineralbestand des Erdmantels und der Erdkruste möglich.

Die Untersuchung von Xenolithen ermöglicht Vulkanologen und Geologen, Einblicke in die Zusammensetzung und das geologische Umfeld des Untergrunds zu gewinnen, was zur besseren Charakterisierung von Vulkanen und zur Vorhersage zukünftiger Aktivitäten beitragen kann.

Meistens stammen die Fremdgesteinseinschlüsse aus tieferen Teilen der Erdkruste oder sogar aus dem Erdmantel. Selten kommen Xenolithe aus Sedimenten vor. Dabei handelt es sich häufig um Gesteinsfragmente, die aus den oberen Bereichen eines vulkanischen Schlotes stammen und vom aufsteigenden Magma während einer Eruption mitgerissen werden. Das ist besonders häufig der Fall, wenn ein junger Vulkan bzw. monogenetischer Schlackenkegel entsteht. Die Xenolithe finden sich dann im resultierende Gestein, normalerweise vulkanische Tuffe oder Brekzien, eingebettet wieder.

Neben Xenolithe gibt es auch die sogenannten Autolithe. Hierbei handelt es sich um ältere Fragmente von Gesteinen, die aus der gleichen Magma hervorgegangen sind wie das umschließende Gestein.

Der Name Xenolith wurde erstmals 1840 vom finnischen Mineralogen- und Geologen Nils Gustaf Nordenskiöld benutzt und geht auf das griechische Wort „xenos“ zurück, das soviel wie „fremd“ bedeutet.

Fast am Ende des Wikis über Vulkane und Erdbeben angekommen, möchte ich etwas über Vulkan-Zen schreiben. Zen ist eine Lehre des Buddhismus, die ihren Ursprung in China hat und später nach Japan exportiert wurde. Zen hat jedoch auch indische Wurzeln, da der Begriff „Zen“ vom chinesischen Wort „Chan“ abstammt, das wiederum eine Ableitung des Sanskrit-Wortes „Dhyana“ ist, was „Meditation“ oder „Geistessammlung“ bedeutet. Ein Ziel des Zen ist es, eine fokussierte Geisteshaltung zu erreichen und nach innerer Perfektion zu streben. Diese Perfektion entspricht jedoch nicht einem Idealbild, sondern liegt vielmehr darin, die Gegenwart mit voller Präsenz und Akzeptanz zu erleben. Und wo ginge das besser als an einem Vulkan?

Nirgendwo sonst auf unserem Planeten liegen Schöpfung und Zerstörung, Sein und Untergang so nah beieinander wie an einem Vulkan. Wer einen Vulkanausbruch erlebt, dem wird klar, dass er als Mensch den Kräften des Erdinneren nichts entgegensetzen kann. Gleiches gilt für Erdbeben. Wer solchen Ereignissen ausgesetzt ist, muss auf den gegenwärtigen Augenblick fokussiert sein und ihn annehmen und akzeptieren. Im Gegensatz zu Vulkanausbrüchen, bei denen neues Land entstehen kann und wichtige Stoffe an die Erdoberfläche gelangen, scheinen Erdbeben keinen schöpferischen Akt zu beinhalten. Doch das stimmt nur oberflächlich betrachtet. Erdbeben sind ein Ausdruck der Erddynamik, und ohne diese wäre die Erde sehr wahrscheinlich leblos.

Vulkane und Erdbeben symbolisieren Veränderung und Wandel. Schon vor Jahren schrieb ich, dass wir an Vulkanen „Geologie im Zeitraffer“ erleben. Der Vulkan kann uns lehren, loszulassen und offen für neue Erfahrungen und Lebensumstände zu sein. Veränderung und Transformation sind natürliche und unausweichliche Aspekte des Lebens und eine wichtige Lehre im Zen.

Vulkanausbrüche sind einzigartig und niemals exakt gleich. Als Vulkanfotograf ist man natürlich auch auf der Suche nach dem perfekten Bild, nach einer besonders ästhetischen Eruption, bei der die Leuchtspuren glühender Tephra gleichmäßig verteilt sind und sich eine insgesamt harmonische Bildkomposition ergibt. Dabei ist einem jedoch bewusst, dass Perfektion niemals erreicht werden kann. So ist das Streben danach das eigentliche Ziel des Lebens. Oder einfacher ausgedrückt: Der Weg ist das Ziel!

Bei einem Zentralvulkanen handelt es sich meistens um einen großen Calderavulkan, der das Zentrum eines Vulkansystems darstellt. Der Zentralvulkan wird von einem vertikalen Fördersystem gespeist, das von einem Magmenreservoir unter dem Zentralvulkan aufsteigt. Bei den anderen Vulkanen des Systems handelt es sich häufig um monogenetische Schlackenkegel und Maare, oder um Spaltenvulkane. Die Vulkan des Systems haben für gewöhnlich keine eigenen großen Magmenreservoirs, sondern werden von magmatischen Gängen gespeist, die von dem Magmenreservoir unter dem Zentralvulkan seitwärts abgehen.

Zentralvulkane spielen vor allem beim Vulkanismus auf Island eine große Rolle. Die meisten Zentralvulkane sind dort von Gletschern bedeckte Calderen, von denen Spaltensysteme ausgehen, die über 100 km lang sein können. Sie liegen auf den Spreizungszonen des Mittelatlantischen Rückens der auf Island zutage tritt. Es werden überwiegend mafische basaltische Magmen gefördert, die reich an Magnesium und Eisen sind. Es können auch weiter entwickelte Magmen gefördert werden, die im Zuge der magmatischen Differentiation aus einer primär basaltischen Schmelze stammen.

Zentralvulkane auf Island

Typische Beispiele von Zentralvulkanen sind isländische Calderavulkanen, von denen einige für sehr bekannte und spektakuläre Eruptionen verantwortlich sind. Jüngstes Beispiel ist die Eruption des Bardarbunga im Jahr 2014. Vom Zentralvulkan am nordwestlichen Rand des Vatnajökulls ging ein magmatischer Gang aus, der sich unterirdisch Richtung Norden vorarbeitete. Einige Kilometer außerhalb des vergletscherten Gebiets öffnete sich eine Eruptionsspalte, die ein großes Lavafeld entstehen ließ. Die sogenannte Holuhraun-Eruption stellte einen der größten Ausbrüche auf Island dar, seitdem die Insel besiedelt ist.

Ein weiteres Beispiel ist die Laki-Eruption, die sich im 18. Jahrhundert bis in den Alpenraum auswirkte. Im Jahre 1786 entstand ein gewaltiges Lavafeld. Bei der Eruption wurde soviel Schwefeldioxid ausgestoßen, dass es im Alpenraum zu einen Jahr ohne Sommer kam. Es kam zu Missernten und Hungersnöten. Auf Island starben Tausende Menschen und Tiere an den direkten Auswirkungen der Eruption. Auf der Eruptionsspalte sind heute zahlreiche Schlackenkegel zu bewundern. Der zugehörige Zentralvulkan ist der Grimsvötn, der im südwestlichen Bereich des Vatnajökulls liegt.

Zonierte Kristalle in magmatischen Gesteinen liefern Vulkanologen Daten über das Wachstum von Mineralien im Magma. Ähnlich wie die Jahresringe in Baumstämmen, zeigen unterschiedliche Zonen in Kristallen, wie schnell diese Gewachsen sind oder abgebaut wurden. Wissenschaftler können an den Zonen ablesen, unter welchen Bedingungen ein Mineral wuchs.

Es werden zwischen primärer/prograder und sekundärer/retrograder Zonierung unterschieden. Erstgenannte Zonierungen entstehen während des Wachstums des Kristalls in der Schmelze. Retrograde Zonierung ist das Produkt einer sich abkühlenden und erstarrenden Schmelze, aufgrund diffusiven Stofftransports.

Zonierungen zeigen sich als Muster von Bereichen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung im Kristall. In der Mineralogie werden Zonierungen in Kristallen als nichteinheitliche Verteilung der Kationen in der Atomstruktur beschrieben. Nicht so häufig sind Änderungen der Anionen.

Zonierungen können konzentrisch auftreten, oder sektoriell. Häufig sind unterschiedliche Zonen an Farbänderungen zu erkennen. Damit ein Kristall wachsen kann, benötigt es einen kontinuierlichen Nachschub an Elementen, die in seinem Kristallgitter eingebaut werden. Im Laufe der Zeit ändern sich Chemismus, Druck- und Temperaturbedingungen in einer Gesteinsschmelze: dem Mineral stehen nicht immer alle benötigten Elemente in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Daher wächst der Kristall nicht immer gleichmäßig, oder er baut unterschiedliche Elemente in seinem Kristallgitter ein.

Typische zonierte Mineralien magmatischer Gesteine sind Feldspat, Amphibol und Pyroxen.

Die Kristallzonen magmatischer Gesteine lassen Rückschlüsse über Aufstiegsgeschwindigkeit von Magmen zu. In der Vulkanologie ist es wichtig abzuschätzen, wie schnell Magma vor einer Eruption aufsteigen kann. Das liefert Hinweise auf die Vorwarnzeit vor einer Eruption.

Magmenaufstieg am Chaiten

Im Fall des Vulkans Chaiten (Chile) fanden Forscher der TU München heraus, dass das Magma in nur 4 Stunden vom oberen Erdmantel aus aufgestiegen war. Das Magma erreichte eine Geschwindigkeit von 1 m/s. Professor Dingwell und sein Team untersuchten Lava-Proben vom initialen Ausbruch im Mai 2008. Der Chaiten brach praktisch ohne Vorwarnung aus und beendete damit seinen 9000 Jahre dauernden Schlaf. Er erzeugte eine plinianische Eruption mit hoch aufsteigender Aschewolke. Die Druckwellen der Explosionen zerstörte die Wälder am Vulkanhang: Bäume knickten wie Streichhölzer um. Lahare zerstörten die Küstenstadt Chaiten.