Vulkan (німецька мова)

Ausbruch des Vulkans im Jahre 1994 mit
Ein Vulkan ist eine Struktur, die entsteht, wenn Magma () bis an die Oberflдche eines Planeten (z.B. der Erde) aufsteigt. Alle Begleiterscheinungen, die mit dem Aufstieg und Austritt der glutflьssigen Gesteinsschmelze verbunden sind, bezeichnet man als .
Der Begriff "Vulkan" leitet sich von der italienischen Insel ab. Diese ist eine der im Tyrrhenischen Meer. In der galt diese Insel als die Schmiede des , dem Gott des Feuers.
In einer Tiefe ab 100 km, in der Temperaturen zwischen 1000 und 1300 Grad Celsius herrschen, schmelzen Gesteine zu zдhplastischem Magma, das sich in groЯen, tropfenfцrmigen in 2 bis 50 km Tiefe sammelt. Wenn der Druck zu groЯ wird, steigt das Magma ьber Spalten und Klьfte der auf. Magma, das auf diese Weise an die gelangt, wird als bezeichnet.
Bei einem werden nicht nur glutflьssige, sondern auch feste oder gasfцrmige Stoffe freigesetzt (Vulkanismus). Die meisten Vulkane haben annдhernd die Form eines , dessen von der Zдhigkeit der Lava abhдngt. Die Gestalt kann aber auch unregelmдЯig sein oder eine kuppelfцrmige Aufwцlbung bilden.
Vulkantypen und Bezeichnungen
Vulkane kann man nach ihrer дuЯeren Form und nach der Art ihres Magmenzufuhrsystems einigermaЯen unterteilen.
Unterteilung nach der дuЯeren Form:
(auch Strato-Vulkane genannt)


Etwa 90 Prozent aller aktiven und 95 % aller Vulkane auf der Erde insgesamt sind Schicht-Vulkane.
Unterteilung nach der Art des Magmenzufuhrsystems:


Eine besondere Form ist der .
Vulkane kann man auch nach ihrer Aktivitдt einordnen in
aktive Vulkane (aktiver Vulkanismus)
inaktive Vulkane (kein aktiver Vulkanismus, Voraussetzungen fьr erneute Aktivitдt sind jedoch gegeben)
(durch fehlende Magmazufuhr keine Aktivitдt mehr mцglich)
Der durch die vulkanische Aktivitдt entstandene Berg wird je nach seiner Form oder genannt, und die Цffnung, aus der Lava aus der Tiefe aufsteigt, heiЯt . Bricht ein Schlot ьber einer oberflдchennahen Magmakammer zusammen und bildet sich eine groЯe Цffnung, wird diese als bezeichnet.
Magmatypen
Eine andere Mцglichkeit, Vulkane zu klassifizieren, ist, sie nach dem Typ des Magmas zu beschreiben, das sowohl die entstehende Form des Vulkans als auch das Ausbruchsverhalten entscheidend bestimmt:


Zusammenfassend kann man sagen, dass "graue Vulkane" "Schichtvulkane" bilden, wдhrend "rote Vulkane" "Schildvulkane" hervorbringen.
Viele Vulkane folgen allerdings nicht einem "reinen" Ausbruchsmuster, sondern zeigen variierendes Verhalten entweder wдhrend einer Eruption oder wдhrend der Millionen Jahre ihrer Aktivitдt. Ein Beispiel dafьr ist der auf .
Verteilung von Vulkanen
Weltweit gibt es etwa 1900 Vulkane, die als aktiv betrachtet werden. Ihre Verteilung kann man mit Hilfe der Erkenntnisse der verstehen:
Erstarrtes Nephelin Sдulenbasalt am
Vulkane der liegen mit wenigen Ausnahmen auf dem Meeresgrund, wo die Erdplatten auseinanderdriften. Das dort vorkommende Magma ist basaltisch. Hierzu gehцren hauptsдchlich oder .
Vulkane der sind die sichtbarsten Vulkane. Sie treten auf, wo Erdplatten aufeinander treffen und die eine Erdplatte unter die andere geschoben wird. Das abtauchende (oft SiO2-reiche) Gestein wird in der Tiefe geschmolzen und steigt, da es eine geringere Dichte hat, nach oben, wo es zu Eruptionen kommt. Hierzu rechnet man hauptsдchlich oder .
Vulkane ьber „“ (auch oder Plutone genannt) sind selten, da es weltweit zurzeit nur etwa 40 gibt. Ein „Hot Spot“ ist ein ьber geologische Zeitrдume als nahezu ortsfest anzusehender Aufschmelzungsbereich im unter der . Die Lithosphдrenplatten schieben sich durch Mechanismen, wдhrend langer Zeitrдume ьber einen „Hot Spot“ hinweg. Es bilden sich perlenschnurartig hintereinander neue Vulkane, so als wьrden sie sich durch die Kruste hindurchschweiЯen. Bekanntestes Beispiel sind die -Inseln: die Hauptinsel , die als jьngste Vulkaninsel ьber dem „Hot Spot“ liegt, ist erst 400.000 Jahre alt, wдhrend die дlteste der 6 Vulkaninseln im Nordwesten bereits vor etwa 5,1 Millionen Jahren entstanden ist. Beispiele fьr diese seltene Art des in Europa finden sich in der Ost- und Westeifel (), dem und in der .
Vorhersage von Vulkanausbrьchen
Zu diesem Abschnitt siehe auch:
Entstehung von Vulkanen an Plattengrenzen
Ob ein Vulkan endgьltig erloschen ist oder vielleicht wieder aktiv werden kann, interessiert besonders die Menschen, die in der Umgebung eines Vulkans leben. In jedem Fall hat ein Vulkanausbruch weitreichende Konsequenzen, denn ьber das persцnliche Schicksal hinaus werden und Wirtschaft der betroffenen Region nachhaltig beeinflusst. Daher ist es das vorrangige Forschungsziel, mцglichst prдzise vorhersagen zu kцnnen. Fehlprognosen wдren allein unter Kostengesichtspunkten verheerend ( Tausender von Menschen, Stilllegung des gesamten Wirtschaftslebens u.v.m.).
Trotz gewisser Gemeinsamkeiten gleicht kein Vulkan in seinem Ausbruchsverhalten dem anderen. Demnach sind Beobachtungen ьber Ruhephasen oder eines Vulkans kaum auf einen anderen ьbertragbar.
Eruption am Stromboli
Bei der Ьberwachung von Vulkanen stehen generell fьnf Ьberwachungsmethoden zur Verfьgung, die je nach Vulkan-Charakteristik in unterschiedlicher Kombination eingesetzt werden: die Aufzeichnung seismischer Aktivitдt, die geodдtische Ьberwachung der Topographie, die Messung gravimetrischer und magnetometrischer Verдnderungen, die Erfassung von oberflдchennahen Temperaturerhцhungen und die chemische Analyse aufsteigender vulkanischer Gase.
Aufzeichnung seismischer Aktivitдt
Ein Eruptionsprozess wird zunдchst vom Aufstieg des Magmas eingeleitet. Wenn das auf vorgezeichneten oder neuen Bruchlinien, Spalten oder Rissen zur Erdoberflдche emporsteigt, entstehen durch Spannungen im Umgebungsgestein und durch Entgasungsprozesse des Magmas charakteristische seismische Signale. Gestein zerbricht dabei und Risse beginnen zu vibrieren. Die Zerstцrung von Gestein lцst mit hoher aus, die Bewegung der Risse dagegen fьhrt zu niedrig frequenten Beben, dem so genannten .
Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln, wird in der Regel ein Netz von дuЯerst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet. Denn gerade die schwachen Erdbeben, die eine Stдrke von weniger als 1 haben, sind hдufig Anzeichen dafьr, dass ein Vulkan aktiv wird. Zum Beispiel wurden am betroffenen Sьdwesthang des Дtna in den 12 Stunden vor dem 1981er Ausbruch etwa 2.800 kleinere ErdstцЯe durch die vor Ort installierten als Tremor registriert. Ьber ein automatisches Ьbertragungssystem wurden die Daten direkt zum in Catania weitergeleitet. Mit Hilfe moderner Technik werden Verдnderungen der seismischen Aktivitдt heute in Echtzeit ermittelt. Strukturen und Vorgдnge unter der Erdoberflдche kцnnen damit unmittelbar und exakt dargestellt und analysiert werden.
Geodдtische Ьberwachung
Dringt Magma aus der Tiefe nach oben, so kцnnen in bestimmten Bereichen des Vulkans Deformationen der Erdoberflдche in Form von Aufbeulungen, Absenkungen, Neigungen, Buckeln und Rissen entstehen. Diese Deformationen kцnnen mit meist in Bohrlцchern des Gesteins fest installierten Neigungsmessern (Klinometern) und Dehnungsmessern (Extensiometern) vor Ort gemessen werden. Diese Phдnomene kцnnen aber auch schon mit einfachen Mitteln wie zum Beispiel mit einem BandmaЯ oder durch aufgesprьhte Linien erkannt werden.
Anfang August 1982 hatten Geologen im Kraterboden des Mount St. Helens viele schmale Bodenrisse entdeckt und sie mit Farblinien markiert. Zwei Tage spдter bereits waren die Linien deutlich gekrьmmt, was eine Verдnderung der Risse durch aufsteigendes Magma anzeigte. Wenige Tage spдter kam es zu einer heftigen Eruption des Vulkans. Im Oktober 2004 wurde am Mount St. Helens eine Aufbeulung einer Vulkanflanke von mehr als 100 m beobachtet, die auch mit bloЯem Auge sichtbar war.
Eine komplexere und exaktere Methode zur Erfassung morphologischer Verдnderungen ist zum Beispiel die Messung horizontaler Entfernungen mit (EDM). Ein EDM kann elektromagnetische Signale senden und empfangen. Die Wellenphase verschiebt sich dabei in Abhдngigkeit von der Entfernung zwischen EDM und reflektierendem Objekt und gibt damit das AusmaЯ der entstandenen Verschiebung an. EDMs haben Reichweiten bis zu 50 km und hohe Messgenauigkeiten von wenigen Millimetern. Oberflдchenverдnderungen vor allem grцЯerer Gebiete und abgelegener Vulkane werden mit Hilfe von satellitengestьtzten geodдtischen Messverfahren beobachtet.
Da sich in Folge von Deformationen des Gelдndes auch Grundwasser- und Oberflдchenwasserstдnde relativ zu einander verдndern kцnnen, werden oft Grundwassermessstellen eingerichtet und in gewдssernahen Gebieten Fluss- und Seewasserpegel installiert.
Messung gravimetrischer und magnetometrischer Verдnderungen
Dringen heiЯe Gesteinsschmelzen in oberflдchennahe Erdschichten, so werden lokale Verдnderungen im beobachtet. Diese цrtlichen Verдnderungen werden durch Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein verursacht. Solche so genannten mikrogravimetrischen Anomalien lassen sich mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern entdecken, die an aktiven Vulkanen zum Einsatz kommen.
Beim Magma-Aufstieg kцnnen auch lokale Дnderungen des Magnetfeldes registriert werden, die durch thermische Einwirkungen verursacht werden. Bereits 1981 wurden am Sьdhang des Дtna und in etwa 20 km Entfernung zum Дtna zwei magnetometrische Stationen mit automatischer Daten-Fernьbertragung in Betrieb genommen.
Erfassung von Temperaturerhцhungen
Der Aufstieg des etwa 1.200 °C heiЯen Magmas aus einer oder direkt aus dem oberen geht in erster Linie mit einer lokalen Temperaturerhцhung des Nebengesteins einher. Mit Hilfe ortsfester Stationen zur Temperaturmessung und durch Infrarot-Aufnahmen von Satelliten aus kцnnen solche thermischen Aufheizungen festgestellt werden, die durch oberflдchennahe Stauung aufgedrungener Schmelzen entstehen.
Analyse aufsteigender Gase
Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivitдt. Дnderungen ihrer Menge, ihrer Temperatur und ihrer chemischen Zusammensetzung sind fьr die Vorhersage eines Vulkanausbruchs von grundlegender Bedeutung. Generell sind die Schwankungen im Chemismus der Gase um so hцher, je heiЯer die Gase sind und je reger die vulkanische Aktivitдt ist. Bei hohem GasausstoЯ lдsst sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres im sichtbaren Licht auch durch bestimmen. Die geochemische Ьberwachung erstreckt sich auch auf die Beobachtung von und von . Denn unterirdisches Wasser wird oft von vulkanischen Gasen kontaminiert, die dem Magma entweichen und sich im Boden ausbreiten.
Vulkan Kilimanjaro, Tansania/Kenia
Im Rahmen der internationalen Dekade zur Schadensminimierung bei Naturkatastrophen (1990-2000) wurden 15 Vulkane weltweit als Forschungsobjekte ausgewдhlt und kontinuierlich ьberwacht, darunter auch der und der .
Trotz der Vielzahl der Frьhwarnsysteme und vieler neuer Erkenntnisse auf diesem Gebiet wird sich bei Vulkanausbrьchen eine gewisse Unberechenbarkeit nie ganz ausschalten lassen. Parallel zur Vorhersage gefдhrlicher Eruptionen sind SchutzmaЯnahmen, Risiko- und Handlungsplдne, Aufklдrung der betroffenen Bevцlkerung und gesetzliche Regelungen fьr den Ernstfall notwendig.

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