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Ausbruch des Eyjafjallajökull auf Island in 2010 - die Aschenwolken legten in ganz Nord- und Mitteleuropa für Tage den Flugverkehr lahm.

Feuerwerke der Erde

Von Angelika Jung-Hüttl

Geology Illustrated | Dezember 2018

Mehr als eine halbe Milliarde Menschen, etwa ein Zehntel der Weltbevölkerung, leben heute im Einflussbereich von aktiven Vulkanen. Davon gibt es auf den Kontinenten mehr als 1400, und ungezählte auf den Böden der Ozeane. Pro Jahr brechen 20 bis 30 der aktiven Feuerberge auf den Kontinenten aus. Dann schießt glühende Schmelze in Fontänen aus ihren Kratern, fließt die Lava in Strömen die Flanken der Feuerberge hinunter und Wolken aus Vulkanasche, ätzenden Gasen und Wasserdampf verdunkeln den Himmel.

Woher kommt diese unbändige Kraft im Innern unseres Planeten,  die Lavafontänen und Aschenwolken in den Himmel katapultieren?

Um auszubrechen, brauchen Vulkane viele Kilometer tief unter der Erde, wo eine extreme Hitze von mehr als 1000 Grad Celsius und ein gewaltiger Druck herrschen, ein Magma-Reservoir,  also einen Bereich aus geschmolzenem Gestein. So ein Reservoir  kann viele Kubikkilometer groß sein. 

Wissenschaftler können solche Bereiche nur messtechnisch erfassen, meistens mit Hilfe von seismischen und gravimeterischen Methoden.  Wie genau so ein Reservoir aussieht, kann jedoch niemand sagen. Die Vorstellungen reichen von einer gigantischen, mit Schmelze gefüllten Höhle – einer sogenannten Magmakammer – bis hin zu einem Areal aus heißem Gestein tief in der Erdkruste oder im Erdmantel, in dessen Poren, Rissen und Spalten die Schmelze zirkuliert und sich ansammeln kann.

Klar ist nur soviel: Weil die Schmelze weniger dicht, also leichter ist als das feste Gestein in der Umgebung, steigt sie durch Hohlräume in Erdmantel und Erdkruste langsam nach oben.Zunehmener Druck im Reservoir kann diesen Effekt verstärken.

Am Südostkrater des Vulkans Ätna auf Sizilien im Februar 1998. Gut zu erkennen ist die spiralförmige Flugbahn der Lavabrocken.

Auch die Gase, die in der Schmelze gelöst sind – zum Beispiel Schwefelgase, Kohlendioxid und auch Wasserdampf, spielen bei Vulkanausbrüchen eine Rolle. Sie können schlagartig freigesetzt werden, sobald das Magma sich der Erdoberfläche nähert, wenn der Umgebungsdruck abrupt abnimmt. Die Folge: Die Schmelze schießt aus dem Vulkanschlot und es kommt zur Explosion. Lavastücke fliegen rotglühend durch die Luft.

Lavafontänen beim Ausbruch an der Flanke des Vulkans Nyamulagira in der Demokratischen Republik Kongo, Ostafrika.

Enthält die Schmelze sehr viel Gas, wird die Lava während der Eruption in feinste Partikel zerstäubt, die sofort erkalten und als Vulkanasche in gigantischen Wolken in die Atmosphäre aufsteigen.

Beim Ausbruch des Ätna auf Sizilien im Oktober 2002 schossen Aschenwolken aus mehreren Kratern.

Vulkanausbrüche hinterlassen deutliche Spuren auf der Erdoberfläche. Neben den erkalteten Lavaströmen und Aschenfeldern sind die Kraterlöcher, die durch die Explosionen in den Untergrund gesprengt werden, besonders eindrucksvoll.

  • Die vier Gipfelkrater des Ätna im Winter 1998 ...
  • ... und der Krater des Mt. St. Helens im US-Staat Washington.

Bei besonders heftigen Ausbrüchen wie bei dem am Mt. St. Helens im US-Bundesstaat Washington kann sogar ein ganzer Berggipfel in die Luft fliegen. Der Vulkan hatte bei seiner neunstündigen Eruption im Mai 1980 etwa 400 Meter an Höhe verloren.

Oft strömen noch lange nach einem Ausbruch Gasschwaden aus den Kraterwänden, ein untrügliches Zeichen, dass der Vulkan nur ruht, und nicht für immer erloschen ist. Die Gase sind meistens sehr heiß, und sie sind ätzend. Dort, wo sich Schwefelverbindungen  absetzen, entstehen leuchtend gelbe Krusten.

Schwefelkrusten im Krater des Vulkans Isluga in den chilenischen Anden.

Die Gase befördern außer Schwefel- auch noch Chlor-, Fluor- Ammoniak- und verschiedene Metallverbindungen aus dem Erdinnern in die Atmosphäre. Sie sind so ätzend, dass sie die Kraterwände zersetzen können. Aus dem festen Gestein wird dabei ein feiner, schmieriger Ton.

Dieser Ton verstopft Risse und Spalten im Gestein und dichtet die Kraterschüssel nach unten ab. Jetzt kann sich Regenwasser darin ansammeln. Ein Kratersee entsteht – der eignet sich allerdings nicht zum Schwimmen. Denn oft strömen am Seeboden immer noch ätzende Gase aus. Sie wandeln das Wasser in eine starke Säure um.

Türkisblauer Säuresee im Krater des Maly Semiatschik-Vulkans auf der russischen Halbinsel Kamtschatka.

Vor allen die Vulkane in Costa Rica in Mittelamerika sind berühmt und berüchtigt aufgrund der Säureseen in ihren Kratern.

Der Krater des Vulkans Poás ist 1300 Meter weit und 300 Meter tief. Er birgt in seiner Mitte einen der sauersten Seen der Erde. Der Säuregrad des intensiv grünen Wassers (pH-Wert) liegt bei fast Null.  Die ätzenden Dämpfe aus dem Krater und dem Kratersee schädigen noch in 10 Kilometern Entfernung die Vegetation.

500 Meter Durchmesser hat der Krater des Vulkans Rincon de la Vieja.  Wenn er ausbricht, fließt das ätzende Wasser des Säuresees   in gewaltigen Schlammströmen die steilen Hänge hinunter und Dörfer sowie die Plantagen an Fuß des Feuerberges.

  • Säuresee im Krater des Poás ...
  • und des Rincón de la Vieja in Costa Rica.

Wenn Magma sich entlang einer kilometerlangen Spalte den Weg zur Erdoberfläche sucht, kann es zu Spaltenausbrüchen kommt.  Sie erzeugen spektakuläre Kraterreihen, wie hier auf Lanzarote.  Die Montagnas del Fuego im Timanfya Nationalpark sind bei einem Ausbruch im Jahr 1730 entstanden.

Kraterreihe auf Lanzarote, Kanarische Insel, Spanien.

Legt ein Vulkan nach einer Ausbruchsphase eine längere Ruhepause ein, kann sich auf dem Vulkangestein, das sehr mineralreich ist,  vor allem in den feuchteren Klimazonen fruchtbarer Boden entwickeln – unter besonderen Bedingungen sogar in der Wüste.

Auf den Kraterkegeln des Vulkans Marsabit im Norden Kenias wird Landwirtschaft betrieben.

Zum Beispiel in der Wüste Chalbi im Norden Kenias. Mehr als 200 Krater sitzen auf den flachen Flanken des Vulkans Marsabit, der sich wie eine grüne Insel etwa 1000 Meter über die Wüste erhebt. Der mächtige Vulkan liegt am äußersten Rand des Ostafrikanischen Grabenbruchs, der sich vom Roten Meer über 6000 Kilometer bis nach Mosambik hinzieht. Die kleinen Kegel auf seinem Rücken entstanden vor etwa 500 000 Jahren, als er nach einer langen Ruhephase wieder Lava und Asche spuckte. Die Schmelze konnte die Abhänge des alten Feuerberges an vielen Stellen durchbrechen.

Das Gestein des Vulkans ist wie ein Schwamm. Es speichert das Wasser, das in den kurzen Regenzeiten im trockenen Norden Kenias vom Himmel fällt. Daher können die Menschen dort Ackerbau betreiben.

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