2.3 Vulkanismus auf Island

2.3.1 Vulkanismus: allgemeiner Teil
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2.3 Vulkanismus auf Island
Island stellt den einzigen übermeerischen Teil des Mittelatlantischen Rückens dar. Bedingt durch
diese tektonisch prekäre Lage (siehe Tektonik-Teil) stellt der Vulkanismus bis heute die prägenste
Kraft Islands dar.
Wie sich der Vulkanismus auf Island bemerkbar macht und in welchen Erscheinungen er auftritt, soll
im folgenden Kapitel anhand der Krafla, der Hekla , der Askja, der Herdubreid, der
Westmännerinseln und diverser Aschevulkane und Pseudokrater vorgestellt werden. Der allgemeine
Teil geht auf Eruptionsformen, vulkanische Gesteine und weiter vulkanische Erscheinungen ein.
2.3.1 Allgemeines
Es gibt verschiedene Eruptionsformen und jede hat ihre eigenen spezifischen Ausprägungen und
Erscheinungsformen. Zuerst einmal kann man zwischen einer Zentraleruption und einer
Spalteneruption unterscheiden.
Bei einer Spalteneruption fließt Lava aus einer über Dutzende von Kilometern langen Spalte aus und
überdeckt große Gebiete. Zentraleruptionen führen zu den bekanntesten aller vulkanischen
Erscheinungsformen – zu Vulkanen, die wie ein Kegel ausgebildet sind. Bei dieser Eruptionsform
wird Lava oder vulkaniklastisches Material aus einem zentralen Schlot freigesetzt. Bei
Zentraleruptionen kann es zu reinen Lavaeruptionen, rein pyroklastischen und zusammengesetzten
Eruptionen kommen. Jedes dieser Fördermaterialien bildet eine ihm eigene charakteristische
Vulkanform aus.
Es gibt bei den Zentraleruptionen noch eine ganze Menge anderer Erscheinungsformen, wie die
Bildung von Kratern und Calderen.
Kommt heißes gasreiches Magma mit Grund- oder Meerwasser in Kontakt, tritt ein ähnlicher Fall
wie das explosive Abstprengen einer sauren Staukuppe auf. Die großen Mengen von überhitztem
Wasserdampf, die dabei entstehen, führen zu einer phreatomagmatischen oder Dampferuption.(Bsp.
Ausbruch des Krakatau 1883, Indonesien, Viti in der Askja, Island) Auf phreatomagmatische
Eruptionen geht die Bildung von Maaren zurück, in die Erdoberfläche eingetiefte Sprengtrichter.
Manchmal, wenn heißes Material aus dem tiefen Innern explosiv entweicht, wird der Schlot
anschließend mit einer Breccie verfüllt. Solche mit pyroklastischen Breccien oder Tuffen verfüllte
Durchschlagsröhren werden als Diatreme bezeichnet. (Bsp. Shiprock, Mexiko) Spalteneruptionen,
bei denen basaltische Lava aus einer langen Spalte an der Erdoberfläche ausfließt gab es auf der Erde
in den vergangenen vier Milliarden Jahren unzählige Male. Die geologische Überlieferung enthält
zahllose Hinweise für große Spalteneruptionen. Wenn solche Plateau- oder Flutbasalte aus Spalten
ausfließen, bilden sie eher eine Ebene oder bauen ein Plateau als einen Vulkankegel auf, wie es der
Fall ist, wenn Laven aus einem Krater ausfließen. (Bsp. Columbia- Plateau, USA; Carroo-Basalte,
Südafrika; Parana-Becken, Südamerika)
Spalteneruptionen von pyroklastischem Material sind weitaus wahrscheinlicher, wenn das
Ausgangsmagma saurer ist. Solche Eruptionen haben ausgedehnte Decken harter vulkanischer Tuffe
hervorgebracht, die als Aschenstromablagerungen bezeichnet werden. Die Ablagerungen werden
Exkursionsreader Island 2001 Vulkanismus auf Island Claudia Barho auch Ignimbrit genannt. Ihre
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Partikel können miteinander verschweißen, nachdem der Strom zur Ruhe gekommen ist, so daß der
Tuff zu einem Festgestein wird.
Die geologisch wichtigsten Spalteneruptionen sind diejenigen entlang der mittelozeanischen Rücken.
Vulkanische Gesteine werden zum Einen in die Großgruppen Effusiv- und Intrutivgesteine
unterteilt, aber man kann sie auch auf der Grundlage ihrer chemischen und mineralogischen
Zusammensetzung unterscheiden. Der entscheidende Unterschied zwischen Intrusivgesteinen und
Effusivgesteinen ist, dass die Intrusivgesteine langsam und unter hohem Druck erkalten, während die
Effusivgesteine sehr schnell erstarren. Die chemische Zusammensetzung der Gesteine bleibt
dieselbe, nur die Struktur weist die maßgeblichen Unterscheidungen auf.
Die Klassifikation der Magmatypen und ihrer Gesteine (Vulkanite und Plutonite) wird anhand ihres
SiO2-Gehalts (Kieselsäuregeahlts) vorgenommen. Gesteine mit höheren SiO2-Anteilen enthalten
gleichzeitig mehr Natrium und Kalium und weniger Eisen, Calcium und Magnesium, siehe auch
Tabelle 2.3.1-1. Die drei letztgenannten Elemente, besonders das Eisen bilden dunkle Minerale;
daher ist Basal dunkelgrau, oft fast schwarz, Andesit
mittelgrau und Dazit sowie Rhyolith hellgrau bis
bräunlich.
Während Magma abkühlt, kristallisieren nach und nach
Minerale aus der Schmelze aus. Dieser Vorgang braucht
Zeit. Erstarrt die Schmelze jedoch innerhalb weniger
Sekunden oder Minuten, haben die Komponenten
keine Zeit, Minerale zu bilden und es entsteht ein
dunkles undurchsichtiges Glas. Dauert die Abkühlung
dagegen Tage oder gar Jahre, können sich Kristallkeime
ausbilden und Minerale zu wachsen beginnen.
Während des Abkühlvorgangs und der Kristallisation
weicht die chemische Zusammensetzung der einzelnen
Minerale erheblich von der des Magmas ab. Anders als
Eis, das aus Wasser hervorgeht, besteht ein erstarrtes
Silicatmagma aus einer Mischung von verschiedenen
Mineralen. Während Wasser bei null Grad zu einem
Tab.: 2.3.1-1: Änderung der Elementverteilung
einzigen
Mineral erstarrt, „gefriert“ Magma über eine
beim Übergang von sauren zu basischen
Temperaturspanne von 1200 bis 700°C zu einem zwei-,
Gesteinen.
drei- oder mehrmineralischen Gestein. Vulkanite und
(wobei hier „feinkörnig“ als Effusivgestein
Plutonite können dieselbe chemische Zusamensetzung
bzw. Vuilkanit und
haben, der einzige Unterschied ist ihr Gefüge. Für die
„grobkörnig“ als Intrusivgestein bzw. Plutonit
meisten chemischen Zusammensetzungen gibt es
gewertet wird)
sowohl Vertreter der Effusiv- als auch der
(aus: PRESS, SIEVERT, 1995:67)
Intrusivgesteine (siehe Tabelle 2.3.1-1) Ausnahme
bilden bloß einige besondere basische Gesteine, die wenn überhaupt, sehr selten als Vulkanite
auftreten.
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Die wichtigsten Effusivgesteine sind Rhyolith (sauer), der häufiger auftretende Andesit (intermediär)
sowie der Basalt (basisch). Die verschiedenen Lavatypen hinterlassen unterschiedliche
Oberflächenformen, wie z.B. vulkanische Berge, die in ihrer Morphologie variieren und erstarrte
Lavaergüsse, die in ihren Merkmalen abweichen.
Die wesentlichen Unterschiede der Lava sind, wie bei den Intrusivgesteinen auch, die Folge ihrer
chemischen Zusammensetzung, ihres Gasgehalts und ihrer Temperatur. Je höher der
Kieselsäuregehalt und je niedriger die Temperatur, desto zähflüssiger (viskoser) ist die Lava und
desto langsamer fließt sie, wie auch der Tabelle 2.3.1-1 zu entnehmen ist. Ist die Lava besonders
gasreich verläuft die Explosion wahrscheinlich heftiger als bei gasärmerer Lava.
Durch ihre unterschiedliche chemische Zusammensetzung verhalten sich die verschiedenen
Lavatypen auch unterschiedlich. Basaltische Lava wird mit Temperaturen zwischen 1000 und 1200°C
gefördert, Werte, die nahe an der Temperatur des Oberen Mantels liegen. Basaltische Lava ist extrem
dünnflüssig. Zum einen wegen ihrer hohen Temperatur, aber auch aufgrund ihres geringen
Kieselsäuregehalts.
Sie kann schnell, bis zu 100 km/h über weite Strecken fließen und sich in Form dünner Decken
ausbreiten. Rhyolithe, die extrem sauren Laven, haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als Basalt
und fließen bei Temperaturen von 800 bis 1000 °C aus. Sie sind wegen ihrer niedrigen Temperatur
und des höheren Kieselsäuregehalts weitaus viskoser, zäher. Wegen ihrer geringen
Fließgeschwindigkeit neigen rhyolithische Laven dazu, sich zu mächtigen, eher knollig-rundlichen
Lagen übereinander zu stapeln.
Andesitische Laven, mit einem Kieselsäuregehalt, der zwischen dem von Basalt und Rhyolith liegt,
haben auch Eigenschaften, die dazwischen liegen.
Man kann basaltische Lavaergüsse anhand ihrer Oberflächenausbildung in zwei Gruppen unterteilen:
die Pahoehoe-Lava und die Aa-Lava. Ein Lavaerguß hat meistens nahe der Ausbruchsstelle, wo die
Lava noch heiß und dünnflüssig ist, die Form von Pahoehoe-Lava und weiter entfernt vom
Ausbruchsort, wo die Oberfläche des Lavastroms schon eine gewisse Zeit der kalten Luft ausgesetzt
war, die feste Kruste dicker geworden ist, darunter aber immer noch heiße, viskose Lava fließt, die
Form von Aa-Lava.
Aber Laven können auch noch eine Vielzahl anderer Erscheinungsformen aufzeigen, die ihre
Entstehungsbedingungen erkennen lassen. Erkalten sie schnell sind sie glasig oder feinkörnig,
erstarren sie langsam (unter der Oberfläche) bilden sich grobkristalline Gesteine aus, oder sie können
viele kleine Blasen enthalten, wenn sich beim Abkühlen der Lava plötzlich der Druck verringert und
die Schmelze entgast (Prinzip Mineralwasserflasche).
Bimsstein ist eine solche extrem blasenreiche, im allgemeinen rhyolithische Lava. Bimsstein kann so
ein großes, nach außen hin geschlossenes Porenvolumen aufweisen, daß er leicht genug zum
Schwimmen ist.
Heftigere Eruptionen zertrümmern die Schmelze und bereits erstarrte vulkanische Gesteine zu
vulkaniklastischen Gesteinen, wie Asche, Bomben, Blöcke, Lapilli und Bims.
Ein Großteil der vulkanischen Gesteine wird nicht durch Lavaströme, sondern durch sogenannte
Pyroklastika gebildet. Pyroklastika werden bei der Eruption auf zweierlei Arten transportiert: als
Ascheregen oder als pyroklastischer Strom.
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Früher oder später fällt alles ausgeworfene vulkaniklastische Material auf den Erdboden zurück. In
der Umgebung des Ausbruchsortes bildet es normalerweise eigenständige Ablagerungen und
Gesteine, wie Breccien oder Tuffe.
Ein weiteres vulkanisches Produkt sind die vulkanischen Gase. „Der Stoffbestand und die Herkunft
der vulkanischen Gase sind von erheblichem Interesse und Wichtigkeit, da man der Ansicht ist, daß
viele dieser Gase im Laufe der geologischen Vergangenheit die Meere und die Atmosphäre
hervorbrachten und noch heute unser Klima beeinflussen.“(PRESS, SIEVER,1995: 104)
Dem Zusammenhang zwischen Vulkanausbrüchen und dem Klima bzw. Veränderungen des Wetters
kommt steigende Beachtung zu. Wenn durch eine Eruption vulkanische Gase bis in große Höhen
gelangen, können sie durch verschiedene chemische Reaktionen ein Aerosol bilden, daß aus vielen
Millionen Tonnen Schwefelsäuretröpfchen besteht. Das Aerosol kann Sonnenstrahlen absorbieren
und damit die Oberfläche der Erde bis zur Dauer von einem Jahr abkühlen. (PRESS, SIEVER,1995:
104f)
Auch in den, zwischen den Vulkanausbrüchen liegenden Ruhephasen sowie beim allmählichen
Abklingen der vulkanischen Tätigkeit, das sich über extrem lange Zeiträume vollziehen kann, spielt
die Freisetzung von Gasen und Wasserdampf eine wichtige Rolle, in Form von Fumarolen,
Solfataren und Mofetten.
Die späten Stadien der vulkanischen Tätigkeit sind oftmals gekennzeichnet durch die Emission von
Gasen und Dampf ohne Zusammenhang einer Förderung von Lava oder pyroklastischem Material.
Zirkulierendes Grundwasser, das im Untergrund das Magma erreichte und dort aufgeheizt wurde,
führt zu heißen Quellen und Geysiren.
Noch viele Jahrzehnte oder Jahrhunderte nach einer größeren Eruption tritt in Vulkangebieten
heißes Wasser aus. Auch dieses enthält gelöste Stoffe, die sich bei Verdunstung und Abkühlung des
Wassers unter Bildung verschiedener inkrustierender Ablagerungen absetzten. Einige von ihnen
enthalten überdies wertvolle Mineralien. (PRESS, SIEVER,1995: 104f)
Literatur:
BAHLBURG, H., BREITKREUZ, C.(1998): Grundlagen der Geologie, Ferdinand Enke Verlag
Stuttgart 1998
DIERCKE - WÖRTERBUCH Allgemeine Geographie (1998) Herausgeber: LESER, H.,
westermann
Deutscher Taschenbuch Verlag
GOUDIE, A.(1995): Physische Geographie, eine Einführung, Spektrum Akademischer Verlag
PRESS, F., SIEVER, R. (1995): Allgemeine Geologie, Spektrum Akademischer Verlag