Vulkanismus und der Vesuv

Vulkanismus und Vesuv

Sohn des Zeus (Zeus ist der Himmels- und Donnergott in der antiken griechischen Religion, der als König der Götter des Olymp regierte) und Hera (Hera ist die Göttin der Frauen und der Ehe in der griechischen Mythologie und Religion); dargestellt als starker, hinkender Mann (The Limping Man ist ein britischer Film Noir von 1953 unter der Regie von Cy Endfield und mit Lloyd Bridges, Moira Lister und Leslie Phillips) in Handwerkerkostüm mit Hammer oder Zange.
Einfach ausgedrückt ist die Erde eine flüssige Kugel mit einer festen Kruste, die Lithuskugel. Strömungen innerhalb der Kruste bewegen einzelne Teile der Kruste. Sie verursachen Phänomene wie Erdbeben und Vulkane.

Ein Beispiel für Magma-Aufstiegszonen, sogar weit entfernt von Plattenrändern, ist 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), eine Insel in der Mitte der Pazifischen Platte (Die Pazifische Platte ist eine ozeanische tektonische Platte, die unter dem Pazifischen Ozean liegt). Hier steigt besonders heißes Magma aus tieferen Regionen des Erdkerns auf und schmilzt durch mindestens 15 km dickes Gestein. Die hawaiianischen Vulkane haben in den vergangenen Jahrmillionen so viel Lava ausgespuckt, dass mehrere Inseln entstanden sind.
Das bekannteste Bei

spiel für das Auseinanderdriften der Platten ist der mittelozeanische Rücken, der sich über Tausende von Kilometern von Nord nach Süd über den Atlantik erstreckt. Magma steigt durch Schlitze ins Erdinnere und bildet die längste Gebirgskette der Welt, deren höchster Punkt Island ist (Island ist ein nordisches Inselland im Nordatlantik). Typisch für den mittelozeanischen Rücken (Ein mittelozeanischer Rücken ist ein durch Plattentektonik gebildetes Unterwasserbergsystem) sind schwarze Raucher (ein hydrothermaler Schlot ist ein Spalt in der Oberfläche eines Planeten, von dem geothermisch erwärmtes Wasser austritt), der später erklärt wird.

Die Art der Eruption hängt von vielen Faktoren ab, wie den physikalischen Eigenschaften von Magma, der Viskosität und dem Gasgehalt. Auch die Geschichte des Vulkans spielt eine Rolle, z.B. bei vielen Vulkanen ist es wichtig, wie lange der letzte Ausbruch her ist.
Vulkanausbrüche werden nach ihrer Explosivität klassifiziert. Das Verbreitungsgebiet der Eruptionsausbrüche dient als Maß für die Explosivität. Die drei Hauptarten von Vulkanausbrüchen (mehrere Arten von Vulkanausbrüchen – bei denen Lava, Tephra und verschiedene Gase aus einem Vulkanschlot oder einer Spalte ausgestoßen werden – wurden von Vulkanologen unterschieden) sind hawaiianische Ausbrüche, strombolianische Ausbrüche und plinianische Ausbrüche.
Das Schauspiel der hawaiianischen Eruptionen ist durch Filme und Fotos bekannt. Sie sind gekennzeichnet durch aufsteigende Fontänen aus glühend heißem Magma, die sich bis zu mehreren hundert Metern erheben und in der Nähe des Eruptionspunktes fallen. Einerseits entstehen die typischen Schlackenkegel und andererseits Lavaströme, wenn die herabfallenden Lavafragmente eine weitgehend entgaste Masse bilden. Dadurch sind die Lagerstätten durch große, rasch abnehmende Gesteinsdicken zum Tal hin und eine geringe regionale Verteilung gekennzeichnet. Die Brunnen entstehen durch die explosive Ausdehnung und den schnellen Anstieg von Gasblasen, Magmafragmenten. Die Höhe der Lavafontänen hängt von der Austrittsgeschwindigkeit und der Menge der Gasblasen ab. Wenn das Magma fast vollständig entgast ist, bildet es einen Lavasee (Lavaseen sind große Mengen geschmolzener Lava, meist basaltisch, enthalten in einem Vulkanschlot, Krater oder einer breiten Vertiefung) oder fließt als Lavastrom (Lava ist das geschmolzene Gestein, das von einem Vulkan während eines Ausbruchs ausgestoßen wird). Die maximale Austrittsgeschwindigkeit der Lavafragmente beträgt 40-80 km/h; die Lavafontänen erreichen eine maximale Höhe von ca. 600 Metern. Voraussetzung für diese Art von Aktivität ist, dass das Magma bereits weitgehend entgast ist, entweder durch den offenen Schlot oder entlang von Spalten und damit die Lava eine niedrige Viskosität aufweist (Die Viskosität einer Flüssigkeit ist ein Maß für ihre Beständigkeit gegen allmähliche Verformung durch Scherbeanspruchung oder Zugspannung).
Strombolianische Eruptionen sind im Gegensatz zu den praktisch kontinuierlichen hawaiianischen Eruptionen durch einzelne diskrete Explosionen gekennzeichnet. Diese können im Abstand von wenigen Sekunden, Minuten, Stunden oder sogar Tagen erfolgen. Stromboli ist eine vulkanische Insel nördlich von Sizilien (Sizilien ist die größte Insel im Mittelmeer). Die durch die Explosionen in die Luft geschleuderte Lava fällt in der Regel in der Nähe des Schlotes; strombolianische Eruptionen verursachen daher Vulkane mit steilen Vulkanhängen wie hawaiianische Eruptionen (Eine hawaiianische Eruption ist eine Art Vulkanausbruch, bei dem die Lava aus dem Schlot in einer relativ sanften, niedrigen Eruption fließt; sie wird so genannt, weil sie für hawaiianische Vulkane charakteristisch ist). Während Stromboli die nach ihm benannte Aktivität seit wahrscheinlich über 2000 Jahren zeigt, ist die strombolianische Aktivität (strombolianische Eruptionen sind relativ leicht explosiv, mit einem vulkanischen Explosionsindex von etwa 2 bis 3) oft nur eine Episode im Leben eines Vulkans. Stromboli hat auch Phasen anderer Aktivitäten erlebt.
Strombolianische Eruptionen treten auf, wenn große Gasblasen durch die Entlüftungsdüse getrieben werden. Bei den einzelnen Explosionen wird relativ wenig Magma gepumpt, weshalb starke Ablagerungen nur bei schnellen Explosionsabläufen oder längerer Aktivität auftreten. Die einzelnen Magmafragmente kühlen bei der geringen”Materialdichte” in der Eruptionssäule (Eine Eruptionssäule ist eine Wolke aus heißer Vulkanasche, die während eines explosiven Vulkanausbruchs in vulkanischem Gas schwebt) so stark ab, dass sie beim Auftreffen auf den Boden meist nicht mehr zusammenschweißen. Die einzelnen Lavafragmente sind in der Regel auch kleiner als die Schweißschlacke der hawaiianischen Aktivität, nämlich Haselnuss (Haselnuss ist die Nuss der Haselnuss und umfasst daher alle Nüsse der Gattung Corylus, insbesondere die Nüsse der Art Corylus avellana) bis Tennisballgröße.
Plinianischer Typ: Der Pliniusausbruch hat seinen Namen von Plinius dem Jüngeren. In seinen Briefen beschrieb er den Ausbruch des Vesuvs im Jahre 79 n. Chr. Vor einem starken Pliniusausbruch war der Vulkan lange Zeit inaktiv, so dass sich im Schlot ein Gerinnsel kalter Lava bildete, im Bild gelb umrahmt. Im Laufe der Zeit entwickelt sich in der Magmakammer eine Schichtung, wobei sich die leichten Komponenten oben unter dem Stopfen befinden und die schweren Komponenten entsprechend unten in der Tiefe ablagern. Dies wird im Bild durch Helligkeitsunterschiede angezeigt. Zusätzlich bilden Gasblasen, die sich direkt unter dem Stopfen ansammeln und immensen Druck erzeugen, Blasen im Bild. Der Ausbruch wird in der Regel einige Tage im Voraus durch starke Erdbeben angekündigt. Hat sich in der Magmakammer ein ausreichender Druck gebildet, wird der Stopfen mit extremer Kraft ausgeblasen, der ihn vollständig zerstört. Dann werden alle Lichtkomponenten weit in den Himmel geworfen und regnen nach dem Abkühlen in der Luft als leichter Bimsstein herunter. Die Aschewolke, die sich mit dieser schnellen Leistung bildet, steigt kilometerweit in den Himmel, bis sie nach einiger Zeit vom Wind weggeweht wird. Es wurde von Plinius dem Jüngeren als kiefernförmig beschrieben. Nachdem die leichten Magmakomponenten ausgeworfen wurden, verschwindet der Druck in der Magmakammer und die schweren Komponenten füllen sich langsam aus dem Krater. Die schnelle Entleerung der Kammer kann zum Einsturz der Kraterwände führen. Die Folge eines solchen Zusammenbruchs ist oft eine pyroklastische Welle (dieser Begriff wird später erklärt). Die Eruption geht weiter, bis die Magmakammer leer ist.
Der Vesuv ist einer der vier größten Vulkane Italiens. Es befindet sich etwa 15 km östlich von Neapel und liegt etwa 1277 m über dem Meeresspiegel. Sein Krater ist ca. 300m tief und hat einen Durchmesser von ca. 600m. Er entstand durch die Sprengung des Gipfels seines Vorgängervulkans Mons Vesbius. Der höchste Punkt des Calderarandes (die Caldera (eine Caldera ist eine große kesselartige Vertiefung, die sich nach der Evakuierung einer Magmakammer/Speicher bildet) ist die nach einem Ausbruch eingestürzte Magmakammer) heißt Monte Somma (der Berg Somma ist ein Berg in der Provinz Neapel, in der Region Kampanien). Auf dem Vesuv werden Reben und Früchte bis zu einer Höhe von 500 Metern angebaut, Kastanien, Eichen und Kiefern wachsen noch höher auf den fruchtbaren und mineralischen Böden. Der jüngste Kegel dagegen ist kahl. Der Vesuv ist ein geschichteter 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) bestehend aus mehreren Schichten von Lava, Gestein und Asche.
Frühere Eruptionen: Am 5. Februar 62 n. Chr. gab es ein sehr starkes Erdbeben mit verheerenden Folgen bis nach Neapel (Neapel ist die Hauptstadt der italienischen Region Kampanien und nach Rom und Mailand die drittgrößte Gemeinde Italiens). In Pompeji verursachte es viel Zerstörung: einige Tempel, viele öffentliche Gebäude und das Haupttor von Pompeji wurden zerstört. Fachleute vermuten auch, dass das Erdbeben zur Entstehung noch größerer Spannungen und Druckverhältnisse im Vesuv beigetragen hat, die zum Ausbruch im Jahre 79 n. Chr. hätten beitragen können. Dieses Jahr gab es einen weiteren Ausbruch. Trotz vieler Beben vor dem 24. August 79 n. Chr. ist die Bevölkerung der Region der bevorstehenden Katastrophe weitgehend nicht entkommen. Und diejenigen, die flohen, verließen ihre Häuser nicht weit genug, weil sie die Plünderung ihrer Häuser fürchteten. Niemand ahnte, dass die ständigen Beben einen Ausbruch dieser Größenordnung ankündigten. In der Magmakammer des Vesuvs hatte sich seit 15 Jahrhunderten und am 24. August 79n ein starker Druck aufgebaut.
Chr. brach gegen 13:00 Uhr aus. Der Gipfel des Vesuvs wurde mit einem ohrenbetäubenden Knall weggeblasen und in Form von kleinen Felsblöcken auf die Umgebung niedergeregnet. Der Berg schob eine Aschewolke aus seiner Schlucht, die zunächst bis zu 15 km in den Himmel ragte, vom Wind über die Stadt Pompeji geblasen wurde und den Himmel verdunkelte. Plinius beschrieb die Form der Aschewolke als kiefernartig. Zusätzlich wurden die leichten Bestandteile des Magmas, die sich im oberen Teil der Magmakammer über die Jahrhunderte angesammelt hatten, in die Luft geworfen, wo sie abgekühlt wurden und dann als Bimsstein nach Pompeji fielen und die Stadt mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 cm pro Stunde bedeckten. Eine absolute Panik brach in der Stadt aus, da niemand dort jemals ein solches Phänomen mit eigenen Augen gesehen hatte. In Misenum haben Plinius der Ältere und der Jüngere diesen Prozess mit großem Interesse verfolgt. In Pompeji nahm der Bimssteinregen zu und zusätzlich fielen Lavabrocken, die viel schwerer und tödlicher waren als Bimsstein , mit einer Geschwindigkeit von bis zu 200 km/h in die Luft. Schwere Erdbeben erhöhten die Auswirkungen auf die Umwelt. Plinius der Ältere machte sich nach kurzer Zeit auf den Weg nach Pompeji, während Plinius der Jüngere zu Hause blieb. Von Misenum aus gab es nicht viel zu sehen, außer einer bis zu 20 km hohen Aschewolke. Nach drei Stunden seit dem Ausbruch stürzten viele Häuserdächer in Pompeji unter dem großen Gewicht, das sie zu tragen hatten, ein. Viele Einwohner lebten noch in der Stadt, aber diejenigen, die noch nicht geflohen waren, waren gefangen, denn die Steine, die gefallen waren, blockierten alle Türen. Bis zu vier Stunden nach dem Ausbruch war keine Aschewolke über Herculaneum zu sehen, während sie sich 25 km über dem Vesuv erhoben hatte (der Vesuv ist ein Somma-Stratovulkan am Golf von Neapel in Kampanien, Italien , etwa östlich von Neapel und nur wenige Kilometer vom Ufer entfernt). Zu dieser Zeit stand Plinius der Ältere am Rande von Stabiiä. In den nächsten Stunden starben in Pompeji mehr Menschen an den Folgen von Steinschlag. Gegen 20.00 Uhr abends war die Magmakammer (Eine Magmakammer ist ein großes unterirdisches Becken aus flüssigem Gestein, das unter der Erdoberfläche gefunden wurde) bereits so weit entleert, dass der Krater einstürzte. Dieser Einsturz führte zu einer riesigen pyroklastischen Welle, die mit ungeheurer Kraft nach Herculaneum kam und es unter einer bis zu 20 m dicken Lava-, Fels- und Ascheschicht begrub. Das Volk von Herculaneum brannte buchstäblich zu Asche. Wer sich in Höhlen oder im Bootshaus zu verstecken versuchte, war innerhalb kürzester Zeit Temperaturen von bis zu 500°C ausgesetzt. Die Opfer starben so schnell, dass sie nicht einmal Zeit für Reflexbewegungen hatten. Alle Weichteile im Körper verdunsteten und die Extremitäten schrumpften. Herculaneum war seitdem für die nächsten Jahrhunderte begraben. Die Nacht war gekommen und Plinius der Ältere schlug sein Lager in Stabiä auf, während Plinius der Jüngere zu Hause blieb und einschlief. Am 25. August, gegen 5.00 Uhr morgens, wurde Plinius der Ältere (Gaius Plinius Secundus, besser bekannt als Plinius der Ältere, war ein römischer Schriftsteller, Naturforscher und Naturphilosoph, sowie Marine- und Heeresführer des frühen Römischen Reiches und persönlicher Freund des Kaisers Vespasian) geweckt, um nicht im Schlaf begraben zu werden. Trotzdem starb er am Strand von Stabiä, wo er wahrscheinlich an einem Herzinfarkt zurückgelassen wurde. Das Bild zeigt seine Reiseroute. Um diese Zeit floh Plinius der Jüngere (Gaius Plinius Caecilius Secundus, geborener Gaius Caecilius oder Gaius Caecilius Cilo, besser bekannt als Plinius der Jüngere, war Anwalt, Autor und Magistrat des alten Roms) mit seiner Mutter aus Misenum (Miseno ist eine der Frazioni der Gemeinde Bacoli in der italienischen Provinz Neapel) nach Norden, weil sich der Wind gedreht hatte und der Aschenregen nun auch dort gefallen war. Gegen 6.00 Uhr morgens brach die zweite pyroklastische Welle am Vesuv los und rollte Richtung Pompeji, blieb aber auf wundersame Weise vor der Stadt stehen. Doch nun drangen Gase in die Straßen und Gebäude ein und führten zu schweren Atemwegsverbrennungen unter den noch lebenden Menschen. Kurze Zeit später begrub die dritte pyroklastische Welle schließlich Pompeji. Diejenigen, die damals nicht gestorben waren, inhalierten Asche, Gips (Gips ist ein weiches Sulfatmineral aus Calciumsulfat-Dihydrat mit der chemischen Formel CaSO4-2H2O) und Staub, was zu einer Flüssigkeitsbildung in der Lunge und einer zementartigen Mischung führte, die zum Ersticken führte. Bis zu zwei Tage nach dem Ausbruch flossen noch Lavaströme aus dem Krater. Nach etwa 18 Stunden hatte der Vesuv die Stadt Herculaneum (im Schatten des Vesuvs gelegen, war Herculaneum eine alte römische Stadt, die 79 n. Chr. durch vulkanische pyroklastische Ströme zerstört wurde) unter einer 20 m dicken Schicht aus Lava und Asche begraben, sowie Pompeji (Pompeji war eine antike römische Stadt in der Nähe von Neapel, in der Region Kampanien in Italien , auf dem Gebiet der Gemeinde Pompeji), wie auf dem Bild gezeigt, unter einer 4 m dicken Kiesschicht, Asche, Bimsstein (Bimsstein, in Pulver- oder Staubform Bimsstein genannt, ist ein vulkanisches Gestein, das aus stark vesikulärem, grob strukturiertem vulkanischem Glas besteht, das Kristalle enthalten kann oder nicht), Sand, Lava und Lapilli (Lapilli ist ein Größenklassifizierungsbegriff für Tephra, das Material, das bei einem Vulkanausbruch oder bei einigen Meteoriteneinschlägen aus der Luft fällt) (verschiedene vulkanische Lockerungsstoffe), das niedrigste 2.6m aus der Plinianischen (Plinianische Eruptionen, auch bekannt als Vesuv-Eruptionen, sind Vulkanausbrüche, die durch ihre Ähnlichkeit mit dem Ausbruch des Vesuvs im Jahre 79 n. Chr. gekennzeichnet sind) Phase. Etwa 20.000 Menschen starben während des Ausbruchs, während der Vesuv etwa 10 Milliarden Tonnen Gestein emittierte.
Im Jahre 1631, von Juli bis Dezember, erlebte der Vesuv eine lange Reihe von Beben und Eruptionen, die vor allem zur Emission von Gasen und Rauch und zur Bildung von glühenden Rissen im Berg führten. Etwa 4.000 Menschen starben in dieser Zeit. Im Jahre 1794 kam es zu einer weiteren großen Eruption, bei der sogar eine kiefernartige Aschewolke aufstieg und Lavaströme das Dorf Torre del Greco (Torre del Greco) in der Metropolitan City von Neapel in Italien mit rund 88.000 Einwohnern vollständig zerstörten. Im Jahre 1906 sind große Mengen Lava aus dem Vesuv entwichen und große vulkanische Bomben (große, in der Luft gekühlte Lavabrocken) in die Umgebung geflogen. Bei diesem Vorfall kamen 105 Menschen ums Leben. Der jüngste Ausbruch des Vesuvs war 1944, als die Amerikaner das Gebiet belagerten und von den Aktivitäten des Vulkans überrascht wurden. San Sebastian war von diesem Ausbruch stark betroffen. Der Vulkan spuckte bis zu 700 m hohe Lavafontänen aus und warf eine 5 km hohe Aschewolke in den Himmel, die mit dem Wind bis nach Albanien (Albanien, offiziell die Republik Albanien, ist ein souveräner Staat in Südosteuropa) geblasen wurde. 47 Menschen starben.

Pyroklastische Wellen sind sehr heiße, sehr bewegliche Gemische aus Gestein, Vulkanasche (Vulkanasche besteht aus Fragmenten von pulverisiertem Gestein, Mineralien und vulkanischem Glas , die bei Vulkanausbrüchen entstehen und einen Durchmesser von weniger als 2 mm haben) und Gasen, sowie erhitzter Luft, die wie eine Lawine mit hoher Geschwindigkeit den Vulkanhang hinunterrasen. Sie folgen dem Verlauf der Täler, haben aber oft genug Schwung, um erhebliche Hindernisse zu überwinden. Die Temperaturen können leicht über 600°C liegen. Pyroklastische Wellen entstehen, wenn eine Lavakuppel zusammenbricht oder die Aschesäule der Eruption zusammenbricht. Diese Wellen sind typisch für plinarische Eruptionen, da auch hier Kuppeln sehr verbreitet sind. Die Lava ist so zäh, dass sie nicht abfließen kann, sondern als dicker Stopfen im Krater verbleibt, die Lava-Kuppel (in der Vulkanologie ist eine Lava-Kuppel oder Vulkan-Kuppel ein etwa kreisrunder hügelartiger Vorsprung, der aus der langsamen Extrusion von viskoser Lava aus einem Vulkan resultiert). Wenn das Magma (Magma bedeutet “thick unguent”) eine Mischung aus geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Gestein, flüchtigen Bestandteilen und Feststoffen ist, die sich unter der Erdoberfläche befindet und auf anderen terrestrischen Planeten und einigen natürlichen Satelliten vorkommen soll) aus der Tiefe eindringt, wächst die Kathedrale. Werden die Hänge zu steil, bricht ein Teil der Kathedrale ab. Durch diese plötzliche Druckentlastung dehnen sich die in der zähflüssigen Lava eingeschlossenen Gase plötzlich aus und explodieren. Sie reißen weiteres Material aus der Kuppel, so dass in Sekundenschnelle ein selbstverstärkender Prozess eingeleitet wird, der sich bis zum Druckausgleich fortsetzt. Die Kraft der Explosion reicht jedoch nicht aus, um das gesamte Material in staubfeine Asche zu zerlegen und weit in die Atmosphäre zu schleudern. Stattdessen bewegt sich ein großer Teil des Gesteinsmaterials, das von gemischten vulkanischen Gasen und erwärmter Luft in Schwebe gehalten wird, als glühende heiße Lawine den Hang hinunter. Sie tötet alles auf ihrem Weg.

Fumarolen sind Öffnungen, aus denen vulkanische Gase an die Erdoberfläche gelangen. Sie befinden sich im Vulkankrater (Ein Vulkankrater ist eine etwa kreisförmige Vertiefung im Boden, die durch vulkanische Aktivität verursacht wird), an den äußeren Hängen des Kraters oder in unmittelbarer Nähe eines Vulkankegels (Vulkankegel gehören zu den einfachsten vulkanischen Landformen). Die Temperaturen von fumarolischen  Gasen variieren zwischen ca. 100° C und 1000° C. Fumarolen mit niedrigerer Temperatur.