|
|
Der Vulkanismus ist definiert als alle geologischen Prozesse, die mit dem Austritt fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe aus dem Erdinneren an die Erdoberfläche verbunden sind. Diese Definition bezieht sich jedoch nur auf warme bis heiße Materialien, da nicht jede Normalülle unter Vulkanismus erfasst werden kann. Die Extraktion dieser Stoffe basiert auf der Anreicherung von geschmolzenem Magma, den sogenannten Hot Spots, die sich in verschiedenen Tiefen (2 bis 50 km) befinden können. Die im Magma unter hohem Druck gelösten Gase werden durch Kühlung, Druckentlastung und andere Prozesse freigesetzt. Die Gase dringen dann an die Oberfläche und können Magma mit sich führen. Die Austrittspunkte sind als Rohrschornsteine oder als lange Lücken ausgeführt. Die Schlote werden bei der Öffnung oft zu Kratern verbreitert.
Herkunft Die Erdkruste, die oberste Schicht der Erde , besteht aus Platten, die wie Eisschollen auf den darunter liegenden Schichten schwimmen. Das Magma erreicht höhere Schichten des Erdmantels (Der Mantel ist eine Schicht innerhalb eines terrestrischen Planeten und einiger anderer felsiger planetarer Körper) durch diese sogenannte tektonische Platte (Plattentektonik ist eine wissenschaftliche Theorie, die die großräumige Bewegung von 7 großen Platten und die Bewegungen einer größeren Anzahl von kleineren Platten der Erdlitho
sphäre über die letzten Hunderte von Millionen von Jahren be
schreibt). Wo Erdplatten von der Größe der Kontinente auseinander driften, kommt neues Erdmaterial in Form von Magma an die Oberfläche.
Aktivitätsarten Grundsätzlich unterscheidet man je nach Eruptionstätigkeit zwei Arten: Die explosiven Vulkane bilden sich plötzlich mit einer starken Explosion. Das dabei ausgestoßene Magma lagert sich teils als steile Wand um den Schlot, teils als Lavastrom in einiger Entfernung ab. Die explosiven Vulkane bilden einen Gürtel um den Pazifik, teils auf dem Festland (vor allem Amerika), teils auf den Inselbögen. Bei geschichteten Vulkanen wird das Magma langsam an die Oberfläche gedrückt und breitet sich aus. Eine weitere Schichtung führt langsam zu einem flachen Kegel. Diese Vulkane werden als überschwenglich bezeichnet. Die überschwenglichen Vulkane treten auf den zentralen ozeanischen Rücken und Inseln (z.B. Island , Hawaii (Hawaii ist der 50. und jüngste Staat, der den Vereinigten Staaten von Amerika beigetreten ist, nachdem er am 21. August 1959 die Staatlichkeit erhalten hat)) sowie innerhalb der Kontinente auf. Struktur Fünf Haupttypen von Vulkanen werden unterschieden: a) Lava-Vulkane bestehen hauptsächlich aus Lava, die sich in verschiedenen Schichten ablagert, die normalerweise 5-15 m dick sind. Lang anhaltende vulkanische Aktivität kann Folgen von bis zu 3000 m haben. Zu den Lavavulkanen gehören die Schildvulkane, die durch die weit auslaufende Lava besonders flach sind. Lücken- und Flankeneruptionen tragen zur Entwicklung bei. Flüssige Lavaströme aus einem Lavasee (Lavaseen sind große Mengen geschmolzener Lava, meist basaltisch, enthalten in einem vulkanischen Schlot, Krater oder einer breiten Senke) auf der Spitze des Berges und breiten sich weit aus (bis zu 700.000 km² in Brasi lien/Uruguay (Uruguay, offiziell die Orientalische Republik Uruguay, ist ein Land im Südosten Südamerikas). Lavavulkane gibt es vor allem in Island (Island ist ein nordisches Inselland im Nordatlantik) und Hawaii. b) Bei losen Vulkanen wird nur loses Material, d.h. gekühltes Festgestein, und keine Lava ausgestoßen. Es bildet sich eine Ringmauer. c) Mischvulkane bestehen aus einem Wechsel von Lavastrom und losem Material. Wegen ihrer schichtartigen Struktur werden sie auch Stratovulkane genannt. Sie haben in der Regel eine konische Struktur. Der Zusammenbruch von Hohlräumen kann zu einer Vertiefung in Form eines Beckens führen. Diese Vertiefung wird Caldera genannt. Neue Vulkane können sich auf dem Grund der Senke bilden (wie im Vesuv ). d) Gasvulkane sind das Ergebnis reiner Gasausbrüche. Dazu gehören die Maare1, die nur von einer kleinen Mauer umgeben sind. Die Punktionsschläuche, durch die das Gas an die Oberfläche gelangt, sind fast senkrecht in der Erdkruste und mit Geröll und Vulkangestein gefüllt. e) Vulkanisch-tektonische Hochburgen entstehen, wenn sich die hochverdichtete Magma-Platte aufwölbt. Kein Magma wird auftauchen.
Es gibt Vulkane auf der ganzen Welt. Besonders weit verbreitet sind sie im Pazifik, wo sich etwa 2/3 aller aktiven Vulkane befinden. Die meisten der aktiven Vulkane stehen komplett unter Wasser . Vorzugsweise findet man Vulkane bei Störungen der Erdoberfläche, wie z.B. Plattenränder.
Berühmte Vulkane, Aufzeichnungen in 1815 gab es einen verheerenden Ausbruch des Tambora Vulkans (Mount Tambora ist ein aktiver Stratovulkan , eine Halbinsel und der höchste Gipfel auf der Insel Sumbawa in Indonesien) in Indonesien. Die Explosion war in 1600 km Entfernung noch deutlich zu hören. Die während des Ausbruchs freigesetzte Gesamtenergie entspricht ungefähr der Energie von 20.000 Megatonnen (TNT-Äquivalent ist eine Konvention zum Ausdrücken von Energie, die üblicherweise zur Beschreibung der bei einer Explosion freigesetzten Energie verwendet wird) des explosiven TNT (8×1019 Joule). Der Vulkan hat 150 km³ Asche ausgestoßen. Der Berg schrumpfte um 1300 m. Sogar die Asche wurde in die Atmosphäre geworfen und dort verteilt. Dies führte dazu, dass der Sommer im folgenden Jahr weltweit zum Stillstand kam. In England erfroren die Ernten und viele Bauern verloren ihren Lebensunterhalt. Die Explosion von Krakatau in Indonesien (Indonesien, offiziell die Republik Indonesien, ist ein einheitlicher souveräner Staat und transkontinentales Land, das sich hauptsächlich in Südostasien mit einigen Gebieten in Ozeanien befindet) im Jahre 1883 gab Energie in Höhe von 1500 Megatonnen TNT (Trinitrotoluol) frei, oder genauer gesagt 2,4,6-Trinitrotoluol, ist eine chemische Verbindung mit der Formel C6H23CH3) (6×1018 Joule). Die Explosion war etwa 26 mal stärker als die stärkste Wasserstoffbombe (Eine thermonukleare Waffe ist eine Kernwaffe, die die Energie einer primären Kernspaltungsreaktion nutzt, um eine sekundäre Kernfusionsreaktion zu komprimieren und zu entzünden). Das war die größte Explosion in der Geschichte. Zehn Tage später fällt die Asche in einer Entfernung von 5.000 km. Die Explosion war in einem Gebiet von etwa der Größe Europas als lautes Donnern zu hören. In einer Baugrube können 100.000 m³, in seltenen Fällen bis zu 1,4 Mio. m³ Gestein pro Stunde abgebaut werden.
Vulkane in Italien Vesuv Die Katastrophe war bereits 62 n. Chr. durch ein starkes Erdbeben angekündigt worden. Am 24. August 79 n. Chr. brach der Vesuv aus. Die umliegenden Dörfer Pompeji, Herculaneum, Stabiä, Oplontis (Oplontis war eine antike römische Stätte bei Pompeji in Italien ), Leucopätra, Taurania, Tora, Cossa und Sora wurden bestattet. Die durch die Explosion verursachten Bimsstein - und Aschewolken wanderten nach Süden, die dortigen Städte – insbesondere Pompeji – verschwanden unter einem 3 bis 5 m hohen Bimsstein (Bimsstein , in Pulver- oder Staubform Bimsstein genannt, ist ein vulkanisches Gestein, das aus stark vesikulärem, grobstrukturiertem Vulkanglas besteht, das Kristalle enthalten kann oder nicht). Einige Orte am Fuße des Berges – vor allem Herculaneum (im Schatten des Vesuvs gelegen, war Herculaneum eine alte römische Stadt, die 79 n. Chr. durch vulkanische pyroklastische Ströme zerstört wurde) – wurden von einer Schlammlawine überflutet, die von Asche und den plötzlichen starken Regenfällen gebildet wurde. Die vergrabenen Städte blieben so erhalten und konnten heute wieder vollständig ausgegraben werden. Der 1277 m hohe Vesuv ist noch aktiv. Der noch erkennbare Krater von 79 n. Chr. ist zu einer Caldera zusammengebrochen (eine Caldera ist eine große kesselartige Vertiefung, die sich nach der Evakuierung einer Magmakammer/Speicher bildet) und durch neue Eruptionen ist ein neuer Krater entstanden. Das letzte Mal war der Vesuv 1944 aktiv. Der Vesuv (der Vesuv ist ein Somma-Stratovulkan am Golf von Neapel in Kampanien, Italien , etwa östlich von Neapel und nur wenige Kilometer vom Ufer entfernt) ist eigentlich nur historisch interessant, seit seinem Ausbruch die Geschichte des antiken Roms (das antike Rom war ursprünglich eine italische Siedlung aus dem 8. Jahrhundert v. Chr., die zur Stadt Rom wuchs und dem Reich, über das es herrschte, und der weit verbreiteten Zivilisation, die das Reich entwickelte, seinen Namen gab) unter sich begrub und so für die Nachwelt bewahrte. Vulkanologisch gesehen sind die beiden aktiven Vulkane Italiens, der Ätna (der Ätna ist ein aktiver Stratovulkan an der Ostküste Siziliens, Italien , in der Großstadt Catania, zwischen den Städten Messina und Catania) und Stromboli viel interessanter. Ätna Der derzeit 3350 m hohe Ätna liegt auf Sizilien. Seine Basis hat einen Durchmesser von ca. 35 km. Sie umfasst eine Fläche von ca. 1200 km². Seine jahrhundertelange Tätigkeit macht ihn besonders interessant. So verändern sich Größe und Form des Berges kontinuierlich. Am Ätna kann man lange Zeit vulkanische Aktivitäten beobachten und erforschen, da der Vulkan immer aktiv ist und die meisten vulkanischen Aktivitäten am Ätna zu finden sind. Der Ätna hat vier Hauptkrater, die alle permanent aktiv sind. Der zentrale Krater hat einen Durchmesser von ca. 200 m und ist 80 m tief. Besonders typisch sind Flankeneruptionen, bei denen sich plötzlich neue Seitenkrater weit unterhalb des Kraters bilden oder Risse, aus denen große Mengen an Lava austreten. Derzeit gibt es rund 300 kleine Vulkane direkt am Ätna. Der Ätna liegt an der Kreuzung der europäisch-afrikanischen Platte (die Afrikanische Platte ist eine große tektonische Platte, die sowohl den Äquator als auch den Hauptmeridian überspannt) und der Cómiso (Comiso, Sizilien): Còmmisu, ist eine italienische Gemeinde in der Provinz Ragusa auf Sizilien) – Messina (Messina ist die Hauptstadt der italienischen Metropole Messina) Fehler. An diesem Punkt kommen die Magmamassen nahe an die Oberfläche und das Magma kann leicht entweichen. Die Magmakammer des Ätna liegt in einer Tiefe von ca. 50-80 km. Es gibt eine direkte Verbindung zwischen dem Vulkan und der Magmakammer (Eine Magmakammer ist ein großes unterirdisches Becken aus flüssigem Gestein unter der Erdoberfläche). Stromboli Stromboli – eine rein vulkanische Insel – liegt nördlich von Sizilien (Sizilien ist die größte Insel im Mittelmeer) . Der Vulkan (Ein Vulkan ist ein Riss in der Kruste eines Planeten-Massenobjekts wie der Erde , der heiße Lava, Vulkanasche und Gase aus einer Magmakammer unter der Oberfläche entweichen lässt) ist einer der aktivsten Vulkane der Erde . Er ist 1000 m hoch und bricht 4 bis 6 mal pro Stunde aus. Stromboli (Stromboli ist eine kleine Insel im Tyrrhenischen Meer vor der Nordküste Siziliens, die einen der drei aktiven Vulkane Italiens enthält) hat den gleichen Ursprung wie der Ätna und wird von der gleichen Magma-Gülle gespeist.
Gesteine Die vulkanischen Extraktionsprodukte bestehen aus Lava, losen Massen und Gasen. Die vulkanischen Schüttgüter und Gase werden mit teils explosiven Eruptionen bis zu 100 m, teils bis zu 400 m weit ausgestoßen. Lava Ausgehende Lava breitet sich je nach chemischer Zusammensetzung, Temperatur und Gasgehalt mehr oder weniger stark aus. Daraus ergeben sich verschiedene Formen der Erstarrung. Das Ergebnis sind überschüssige Gesteine. Die Lava hat Temperaturen zwischen 900 und 1200°C. Beim Verlassen des Vulkans erreichen sie Geschwindigkeiten von bis zu 20 km/h. Beim Abkühlen bildet sich eine feste Kruste und die Fließgeschwindigkeit nimmt ab. Die Kruste verhindert jedoch ein schnelles Abkühlen der darunter liegenden Lava. Bestandteile Das in festem oder flüssigem Zustand ausgestoßene Material und die daraus resultierenden Gesteine werden als Pyroklastit bezeichnet. Die ausgeworfenen Produkte werden unterteilt in: a)Asche: staubiges bis sandiges Schüttgut. Es besteht aus Schotter von den Schornsteinwänden und Magma (Magma bedeutet “thick unguent”) ist eine Mischung aus geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Gestein, flüchtigen Bestandteilen und Feststoffen, die sich unter der Erdoberfläche befindet und auf anderen terrestrischen Planeten und einigen natürlichen Satelliten vorkommen soll). Die Asche wird entweder als Wand um die Eruptionsstelle herum oder als Aschenregen in einiger Entfernung abgelagert. Der Vesuvausbruch ist das klassische Beispiel für einen Ascheauswurf. b)Bimsstein: schäumendes poröses vulkanisches Glas (vulkanisches Glas ist das amorphe Produkt von schnell abkühlendem Magma) . Bimsstein wird unter dem Einfluss von Wasser zu Tuff verfestigt. Es ist leichter als Wasser . d)Lapilli (Lapilli ist ein Größenklassenbegriff für Tephra, also Material, das bei einem Vulkanausbruch oder bei einigen Meteoriteneinschlägen aus der Luft fällt): Fragmente alter Lava, die im Gegensatz zu den Bomben im festen Zustand ausgestoßen werden. e)Schlacke: Blasenporöse Lavabrocken, die sich an der Ober- oder Unterseite eines Lavastroms bilden. chemische Zusammensetzung Die Zusammensetzung der Gase ist bisher nur unzureichend geklärt und Proben können nur unter Todesgefahr entnommen werden. Die Hauptbestandteile sind jedoch Wasser , Kohlendioxid (Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das für das Leben auf der Erde lebenswichtig ist), Schwefeldioxid (Schwefeldioxid ist die chemische Verbindung mit der Formel), Wasserstoff, Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid ist ein farbloses Gas), geruchloses und geschmackloses Gas, das etwas weniger dicht ist als Luft), Chlorwasserstoff (Die Verbindung Chlorwasserstoff hat die chemische Formel und ist somit ein Halogenwasserstoff) und Fluorwasserstoff (Fluorwasserstoff ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel). Die Gesteine bestehen hauptsächlich aus Silikaten von Aluminium (Aluminium oder Aluminium ist ein chemisches Element in der Bor-Gruppe mit dem Symbol Al und der Ordnungszahl 13), Eisen, Magnesium (Magnesium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mg und der Ordnungszahl 12), Calcium (Calcium ist ein chemisches Element mit Symbol Ca und Ordnungszahl 20), Natrium (Natrium ist ein chemisches Element mit Symbol Na und Ordnungszahl 11) und Kalium (Kalium ist ein chemisches Element mit Symbol K und Ordnungszahl 19). Wichtigster Bestandteil ist Kieselsäure (SiO2) mit einem Anteil von bis zu 72%. Die zweitwichtigste Komponente ist Aluminiumoxid (Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid (in den USA ), das zusammen mit Siliziumdioxid eines der häufigsten Mineralien dieser Gesteine bildet, Feldspat (Feldspat ist eine Gruppe von steinbildenden Tektosilikatmineralien, die etwa 40% der kontinentalen Erdkruste ausmachen). Je nach Kieselsäureanteil und Temperatur des Gesteins fließt die Lava mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Je mehr Siliziumdioxid (Siliziumdioxid, auch bekannt als Siliziumdioxid, ist eine chemische Verbindung, die ein Oxid von Silizium mit der chemischen Formel) vorhanden ist, desto langsamer ist der Lavastrom (Lava ist das geschmolzene Gestein, das von einem Vulkan während einer Eruption ausgestoßen wird).
Bibliographie Schülerduden, The Geography of Etna, Spectrum of Science, Januar 1985 1816: Das Jahr ohne Sommer (Das Jahr 1816 ist bekannt als das Jahr ohne Sommer wegen schwerer Klimaanomalien, die zu einem Rückgang der globalen Durchschnittstemperaturen um 0,4-0 führten.7 °C ), Spektrum der Wissenschaft, Januar 1983 Pompeji (Pompeji war eine alte römische Stadt in der Nähe des modernen Neapel, in der Region Kampanien in Italien, auf dem Gebiet der Gemeinde Pompeji), Peter Connolly (Peter Connolly FSA war ein renommierter britischer Gelehrter der Antike, griechischer und römischer Militärausrüstungshistoriker, Rekonstruktionsarchäologe und Illustrator), Tessloff Verlag Wo die Erde Feür speit, Vulkane in Italien, Otto Hahn (Otto Hahn , war ein deutscher Chemiker und Pionier auf dem Gebiet der Radioaktivität und Radiochemie), Film Unsere Welt auf einen Blick (Auf einen Blick), Deutschland ), Schneider Verlag Guinness Buch der Rekorde (Guinness World Records, bekannt von seiner Gründung 1955 bis 1998 als The Guinness Book of Records und in früheren U.S.A.).S) 1989, Ullstein