Wie entsteht ein Vulkan?

Zum Ausbruch eines Vulkans, zu einer Eruption, kommt es durch den Auftrieb von Schmelzen bis an die Erdoberfläche.

Geologen gehen heute davon aus, dass im oberen Mantelbereich der Erde Temperaturen bis 1.200 Grad Celsius und mehr erreicht werden. Diese Temperaturen sind hoch genug für den Schmelzbeginn der Gesteine in Tiefen zwischen 100 und 400 Kilometern. Diese Zone wird Asthenosphäre genannt. Das Magma stellt in der Tiefe eine hochkomprimierte Flüssigkeit dar, die in einem ungestörten Krustenbereich dem Druck der auflagernden Gesteinsmassen der Lithosphäre unterliegt.

Wie entsteht Magma?

Zur Bildung von Magmen, das in die Erdkurste oder sogar bis zur Erdoberfläche aufsteigt, kommt es, wenn heißes Mantelmaterial aufsteigt und dabei teilweise aufschmilzt. Der Aufstieg von Mantelgestein ist zum einen Folge der thermischen Konvektion im Erdmantel oder aber er beruht darauf, daß weniger dichtes Material einen Auftrieb erfährt (vergleichbar einem Ballon, der mit einem Gas gefüllt ist, das eine geringere Dichte als Luft hat). Mantelmaterial geringerer Dichte entsteht zum Beispiel bei der Subduktion, wenn das subduzierte Material in zunehmend größeren Tiefen zunehmenden Drucken und Temperaturen ausgesetzt wird und dabei Wasser abgibt. Das Wasser reagiert mit den Mineralen des Erdmantels, wobei weniger dichte wasserhaltige Minerale entstehen.

Yellowstone Magmakammer © Gemeinfrei

Erreicht der teilweise aufgeschmolzene Mantel oder auch das schon abgetrennte Magma die Unterseite der Erdkruste, so dringt das Magma entlang tektonischer Verwerfungen in Spalten und Hohlräumen nach oben, bis der hydrostatische Druck dem Belastungsdruck der umgebenen Gesteinsschichten entspricht. Dringt das Magma nicht bis an die Erdoberfläche, kommt es zur Ausbildung einer Magmenkammer in der Erdkruste.

Ankündigung durch unterirdische Beben

Die Gase, vor allem Wasserdampf aber auch Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Stickstoff und viele andere, werden jedoch durch den abnehmenden Überlastungsdruck vermehrt freigesetzt. Diese Gase können einen ungeheueren Druck in der Magmakammer aufbauen. Wenn dieser den Gegendruck der überlagernden Gesteine übertrifft, wird die Decke weggesprengt und die Schmelze „schießt“ explosionsartig nach oben. Dieser Vorgang ist mit dem Öffnen einer Sektflasche zu vergleichen, bei dem die gelöste Kohlensäure durch den plötzlichen Druckabfall nach oben strömt.

Die Eruption kündigt sich oftmals durch unterirdische Beben an. Der Boden beginnt zu beben und sich aufzuwölben, glühende Gasmassen werden ausgestoßen, Wasserdampfwolken erscheinen, und unter ungeheurem Druck wird aus einer trichterförmigen Öffnung, dem Krater, das Auswurfmaterial an die Oberfläche transportiert.

Je nach Viskosität des durchbrechenden Magmas können diese Auswurfstoffe Gesteinstrümmer, Aschen oder Schlacken und Lavafetzen sein, denen ein Lavastrom folgen kann. Je saurer, d.h. kieselsäurereicher die Schmelze und je höher der Anteil an Wasser ist, desto explosionsartiger erfolgt der Ausbruch und damit die Förderung des Auswurfmaterials. Die z. T. gewaltigen Mengen an vulkanischem Fördermaterial können dabei ganze Landstriche verwüsten und mehrere Meter hoch bedecken.

Die Eruptionswolken bestehen aus einem Gemenge von Gas, Asche und festen Bestandteilen, die durch die Wucht des Ausbruchs weite Strecken zurücklegen und erst in weiter Entfernung zur Ausbruchsstelle abgelagert werden können. Wenige Eruptionen erzeugen die tödlichen Glutwolken aus glühender Asche, die mit einer Geschwindigkeit von oft mehr als 200 Kilometer pro Stunde die Vulkanhänge herabstürzen und

Stand: 19.01.2000