Vulkanausbruch

Heiß quillt die Lava aus dem Stein hervor. Es dampft und zischt, während der das glühende Gestein aus dem Vulkan bricht. So ein Vulkanausbruch kann sehr aufregend und auch gefährlich sein.

Wie genau so ein Vulkanausbruch abläuft, hängt auch immer von der Art des Vulkanausbruchs ab.

Vulkanausbruch – Begriffserklärung

Der Vulkanausbruch, auch Eruption genannt, ist die wohl bekannteste Form des Vulkanismus. Während eines Ausbruches leeren sich die Magmakammern eines Vulkans in entweder stark explosiven Ausmaß oder durch das langsame Heraustreten durch Spalten und Bruchstellen aus dem Erdmantel heraus.

Jeder Vulkanausbruch ist dabei einzigartig. Es werden aber generell zwei verschiedene Arten von Ausbrüchen klassifiziert. Die explosive Eruption und die effusive Eruption. Je nachdem, welche Eruptionsprodukte sie mit sich bringen.

Vulkanausbruch – Ursachen

Ein Vulkanausbruch kann durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden.

Eine der häufigsten Ursachen ist die Bewegung der Erdplatten, die dazu führen kann, dass Magma von tief unter der Erde an die Oberfläche gelangt. Dies kann passieren, wenn eine Kontinentalplatte auf eine Ozeanische Platte trifft oder wenn eine Platte unter eine andere gleitet.

Ein weiterer Faktor, der Vulkanausbrüche auslösen kann, ist die Veränderung des Drucks im Untergrund, die dazu führen kann, dass Magma durch die Risse und Spalten in der Erdkruste an die Oberfläche gelangt.

Auch der Abbau von Gasen im Magma, die zu einer Überhitzung und einer Erhöhung des Drucks im Untergrund führen kann, können zu einem Ausbruch führen.

Auch eine Veränderung des Wasserpegels in den vulkanischen Systemen kann Ausbrüche auslösen.Wenn Wasser in den vulkanischen Schlote eindringt, kann es zu einer Druckerhöhung im Magma und einer Explosion kommen.

Es gibt auch andere Faktoren, die Vulkanausbrüche auslösen können, aber die oben genannten sind die häufigsten.

Vulkanausbruch – Ablauf

Der Ursprung einer Eruption liegt circa 100 km unter der Erdkruste im Oberen Erdmantel. Dieser besteht aus plastischem Gestein, das sehr leicht verformbar ist. Dort herrschen Temperaturen 1000° bis 1300° Celsius. An bestimmten Bereichen des Erdmantels wird es besonders heiß, das plastische Gestein verflüssigt sich und wird zum zähflüssigen Magma.

Das Magma selbst ist im Erdinneren deutlich leichter als das Gestein rundherum. Zudem steht es unter sehr hohem Druck. Zum einen durch die umliegenden Gesteinsmassen und zum anderen durch das im Magma enthaltene Gas.

Diesem Druck versucht das Magma auszuweichen und sucht sich dadurch den Weg nach oben durch die dünne Erdkruste.Zunächst sammelt es sich in Hohlräumen. Diese Hohlräume werden Magmakammern genannt. Diese Kammern füllen sich unterschiedlich schnell. Das kann bis zu Hunderttausenden von Jahren dauern. Sobald die Kammer voll ist, entsteht wieder mehr Druck, weil das Gas aus dem Magma versucht zu entweichen. Um diesen Druck erneut auszugleichen, dringt das Magma durch Kanäle, Spalten und Ritzen an die Oberfläche. Sobald das Magma nach außen tritt, wird es als Lava bezeichnet. Den Austrittskanal nennt man Schlot und den Ausgang Krater.

Jeder Vulkan ist unterschiedlich aktiv. Manche brechen täglich aus, wie der Stromboli in Süditalien. Andere sind mehrere Jahrhunderte lang ruhig. Das kann an einem mit Lava und Gestein verstopften Schlot liegen. Dadurch werden sie jedoch sehr gefährlich, da sie bei einer Eruption mehrere Millionen Tonnen Gestein in die Luft sprengen können. Dazu kommt eine Aschewolke, die lange in der Luft bleibt. Solch einen Ausbruch gab es zum Beispiel beim Vesuv in Italien.

Wenn Lava als heißer Strom vom Kraterrand herabfließt und abkühlt, erstarrt es zu Lavagestein. Aus diesem Gestein, Asche und Trümmern baut sich mit der Zeit der Vulkankegel auf.

Explosive Eruptionen

Bei dieser Art des Ausbruches schleudert ein Vulkan mehrere Tonnen Gesteinsmaterial und Lava durch die Luft.

Solch eine Eruption kann durch 2 verschiedene Möglichkeiten zustande kommen.

Bei der ersten Variante kann es zur Überhitzung der Magmakammer kommen. Das Magma ist zähflüssig und das darin enthaltene Gas kann nicht entweichen. Dadurch bilden sich große Blasen, welche dann nach oben steigen. Wenn sie zerplatzen, können sie mit einem Schlag Kubikkilometer große Gesteinsmassen und Lava in die Luft sprengen.

Bei der zweiten Variante ist das Gas im Magma gelöst. Dieses Gas-Magma-Gemisch steht unter sehr hohem Druck. Sobald dieser Druck geringer wird, schießt das Gas explosionsartig nach oben. Druck wird geringer, weil

• Magma aus der Kammer den Schlot nach oben steigt oder
• Lava entweicht.

Beim Einbruch der Magmakammer bei solch einer explosiven Eruption kommt es zu der typischen Kraterbildung. Neben Glut- und Aschewolken können auch Flutwellen und Tsunamis durch die Wucht des Ausbruches entstehen. Dazu kommen pyroklastische Ströme, die mit großer Geschwindigkeit hangabwärts strömen und alles unter sich begraben. Auch Schlammströme, sogenannte Lahare, können sich bilden und mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen.

Abb. 1 - Vulkanausbruch mit Aschewolke

Effusive Eruptionen

Diese Art des Vulkanausbruches ist nicht so gefährlich wie die explosive Eruption. Es befindet sich weniger Gas im Magma, was zu deutlich weniger Druck in der Magmakammer führt. Das Magma ist in der Konsistenz auch deutlich dünnflüssiger, was das Entweichen des Gases leichter macht. Allerdings ist es dadurch auch viel heißer.

Wenn Vulkane auf diese Art ausbrechen, sickert die Lava relativ ruhig aus dem Krater und fließt wie ein Fluss ab. Oft sind diese Lavaströme sehr langsam und bieten genug Zeit für Mensch und Tier sich in Sicherheit zu bringen. Allerdings darf man diese Ausbrüche nicht unterschätzen. Bei ihnen werden hohe Mengen an gesundheitsschädlichen Gasen freigesetzt.

Abb. 2 - Lavastrom

Vulkanausbruch – Vorhersagemethoden

Damit Vulkanausbrüche ihre Unberechenbarkeit verlieren und mehr Sicherheit für die Anwohner in solchen Gebieten geschaffen werden kann, gibt es mittlerweile eine Vielzahl an Möglichkeiten, Vorhersagen für Ausbrüche zu treffen.

Vulkanobservatorien, geologische und vulkanologische Institute übernehmen einen Großteil der Überwachung. Aber auch meteorologische Institute helfen bei der Bestimmung von Zugrichtungen für Aschewolken und die Erdbebenüberwachung.

Vorhersagemethoden – Schritte

1. Eruptionsgeschichte

Das bisherige Verhalten des Vulkans wird analysiert und als Grundlage für sein künftiges Verhalten genutzt.

2. Erdbebenmessung

In den meisten Fällen kündigen sich Vulkanausbrüche durch vorausgehende Erdbeben an. Dabei treten oft viele kleinere Beben innerhalb eines kurzen Zeitraums auf. Diese werden Schwarmbeben genannt. Je nach Intensität deuten sie auf den Zustand und den Ausbruchszeitpunkt hin.

3. Messungen des Steigungswinkels

Bei dieser Methode wird die Satellitenüberwachung und GPS-Systeme zur Hilfe genommen. Damit wird das Aufblähen des Vulkans festgestellt. Außerdem helfen sie bei der Beobachtung von angelegenen Vulkanen, in deren Nähe kaum bewohnte Gebiete sind.

Auch Tiltmeter kommen zum Einsatz, um den Steigungswinkel der Vulkanflanken zu messen. Steilere Winkel deuten auf eine baldige Eruption hin.

4. Untersuchungen von heißen Quellen

Neben veränderter Wassertemperatur kann auch die Anzahl und Größe von vulkanzugehörigen Quellen ein Hinweis darauf geben, wann ein weiterer Ausbruch bevorstehen kann.

5. Gase

Das Auftreten von Gasen wie Fluor, Stickstoff und Schwefeldioxid wird in Gewässern um die betreffenden Vulkane herum nach Auftreten und enthaltenen Mengen untersucht und überwacht.

6. Konduktivität

Erhöhte elektrische Leitfähigkeit in den Gewässern in der Nähe eines Vulkans kann ein Anzeichnen für eine gestiegene Aktivität darstellen.

Wenn alle gesammelten Daten zusammengebracht und ausgewertet werden, kommt ein genaueres Bild über den aktuellen Zustand des jeweiligen Vulkans zustande. Damit lassen sich Vorwarnzeit und mögliche Evakuierungsmaßnahmen berechnen.

Neben diesen Maßnahmen ist aber auch die Aufklärung der Bevölkerung wichtig, sowie eine gute Kooperation zwischen den Forschenden und den öffentlichen Behörden.

Abb. 3 - Rauchwolke bei einem Vulkanausbruch auf Hawaii