Vulkane - eskp.de

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Vulkane
Geochemische Landschaftsfabriken
Vulkane und ihre gewaltigen Kräfte haben die Men-
Heute sind weltweit etwa 500 Millionen Menschen
schen schon immer beschäftigt. Die griechische
durch Vulkane bedroht. Vulkanische Katastrophen
Mythologie weiss zu berichten, dass Typhon, Sohn
treten mehrere Mal pro Jahrhundert auf. Die Gefah-
der Gaia, und der stärkste der Giganten, von Zeus
ren für den Menschen haben durch Ausbreitung der
nach langem Kampf besiegt wurde. Zeus wälzte den
Berg Ätna über ihn. Der heiße Dampf, der aus dem
Vulkankrater aufsteigt, soll Typhons Atem sein.
Austritt von Schwefeldioxid
(SO2 ) aus aktiven
Schwefelfumarolen am
Vulkan Lastarria/Chile
Foto: Knut Hahne, GFZ
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum – GFZ
Telegrafenberg · 14473 Potsdam
Telefon: +49 (0)331 288-1040
Fax:
+49 (0)331 288-1044
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www.gfz-potsdam.de
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Vulkane
Blick vom Salar de Atacama (Längstal) auf die W-Flanke des Altiplanos mit dem Vulkan Licancabu
Städte und Zunahme der Bevölkerungsdichte zugenommen. Vor allem Glutwolken und Schlammströme
stellen noch Dutzende Kilometer vom Eruptionszentrum eine tödliche Gefahr dar. Beim Ausbruch des
schneebedeckten Nevada del Ruiz 1985 wurde die
über 50 Kilometer entfernte kolumbianische Stadt
Amero mit 25000 Einwohnern vollständig unter einem Schlammstrom begraben.
Die Chemie des Vulkans
bestimmt seine Gefahr
Geowissenschaftlern ist seit längerem die Bedeutung der Kieselsäure (SiO2) bekannt, deren Konzentration unter anderem dafür verantwortlich ist, ob
ein Vulkan explosiv ausbricht. Der weniger gefährliche Eruptionsmechanismus fördert SiO2-arme, heiße und dünnflüssige Laven vom Typ der Vulkane auf
Hawaii. Ein hoher Kieselsäure-Gehalt führt dagegen
zu zähflüssiger, kaum fließfähiger Lava. Damit kann
der Wasserdampf, das wichtigste Gas vulkanischer
Schmelzen, nicht entweichen. Beim Aufstieg des
Magmas erhöht sich der Innendruck der Gase im geschmolzenen Gestein. Dadurch werden diese bei der
Eruption buchstäblich pulverisiert und es entstehen
weit über 10 km hohe, partikelreiche Eruptionssäulen. Mit dieser Form sind die gefährlichsten Phänomene vulkanischer Aktivität verbunden.
Manuelle Gasprobenahme am Kraterrand des Merapi
Foto: M. Zimmer, GFZ
Foto: O. Oncken, GFZ
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Vulkane
Am Hochrisikovulkan Merapi/Java werden
durchschnittlich pro Tag in die Atmosphäre freigesetzt:
Wasserdampf
H2O
90,0 Vol.%
2530 Tonnen
Kohlendioxid
CO2
6,0 Vol.%
410 Tonnen
Schwefeldioxid
SO2
1,5 Vol.%
150 Tonnen
Salzsäure
HCl
0,5 Vol.%
30 Tonnen
Wasserstoff
H2
0,5 Vol.%
1,5 Tonnen
Flusssäure
HF
0,1 Vol.%
3 Tonnen
Stickstoff (N2), Methan (CH4), Argon (Ar), Helium (He) jeweils kleiner 0,1 Vol.%
Modellfall Anden
Als globales Modellbeispiel explosiver Vulkane gelten die Anden und die Vulkane in Indonesien. Am
Westrand Südamerikas taucht seit Millionen Jahren
ozeanische Kruste unter den Kontinent ab. Dabei
wird in einer Tiefe von über 100 Kilometern das in Silikatmineralen eingebaute Wasser freigesetzt. Das
Ergebnis sind zahllose explosive Vulkane. Hier sind
mit dem Ojos de Salado (6800 m) und dem
Llullaillaco (6700 m) auch die höchsten aktiven kontinentalen Vulkane der Erde zu finden.
Wissenschaftler und Techniker des GeoForschungsZentrum (GFZ) untersuchen in einem Verbund mit
der FU Berlin und der Universität Potsdam die chemische Zusammensetzung von Andesiten – einem
der häufigsten Lavatypen (57 bis 63 % Kieselsäure
SiO2). Dabei werden ca. 50 chemische Elemente
analysiert. Isotope dienen dazu, die Lava und andere Förderprodukte zu datieren sowie die Herkunft
der Magmen zu charakterisieren. Vulkanologen sind
der Überzeugung, dass sich aus detaillierten Studien zur Geschichte eines Vulkans Aussagen über zukünftige Eruptionsmechanismen ableiten lassen.
Merapi - von der Station Babadan im Westen (ca. 1100 m über N.N.) gesehen
Foto: B. Lühr, GFZ
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Periodischer Lavaausbruch des
Vulkans Villarica in Südchile
Aus Vulkanen entsteht neue Landschaft
Im Mittelpunkt der Untersuchungen standen Ignimbrite, das sind bimsreiche Ablagerungen von vulkanischen Glut- und Aschewolken, die locker oder –
wenn bei hohen Temperaturen abgelagert – verschweißt sein können. Heute hat sich die Erkenntnis
durchgesetzt, dass diese Ignimbrite – neben den
riesigen Mengen magmatischer Flutbasalte- die am
meisten verbreiteten landschaftsbildenden vulkanischen Gesteine darstellen.
Mit Volumina von Hunderten, zum Teil Tausenden
von Kubikkilometern wurden vor Jahrmillionen
durch den Auswurf aus großen Vulkankomplexen
Landschaftsplateaus herausgebildet. Man nimmt
Durch Hitze verfestige vulkanische Aschen (Ignimbrite) in
an, dass riesige Glut-und Ascheströme aus ringför-
den argentinischen Anden
Fotos: Knut Hahne, GFZ
migen Spalten ausbrachen. Durch die plötzliche Entleerung der riesigen "Magmenkammern" brachen
strukturen (Calderen), die in den Anden Durchmesser von über 50 Kilometern erreichen können. Plateaubildende Ignimbrit-Ausbrüche sind in historisch
belegter Zeit noch nicht aufgetreten. In besiedelten
Regionen würden sie Tausende von Quadratkilometern vollständig zerstören.
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die Dachregionen ein und bilden tiefe Einbruchs-