Vulkan

Ein Vulkan ist eine geologische Struktur, die entsteht, wenn Magma (Gesteins-Schmelze) bis an die Oberfläche eines Planeten (z.B. der Erde) aufsteigt. Alle Begleiterscheinungen, die mit dem Aufstieg und Austritt der glutflüssigen Gesteinsschmelze verbunden sind, bezeichnet man als Vulkanismus.

Der Begriff "Vulkan" leitet sich von der italienischen Insel Vulcano ab. Diese ist eine der Liparischen Inseln im Tyrrhenischen Meer. In der römischen Mythologie galt diese Insel als die Schmiede des Vulcanus, dem römischen Gott des Feuers.

In einer Tiefe ab 100 km, in der Temperaturen zwischen 1000 und 1300 Grad Celsius herrschen, schmelzen Gesteine zu zähplastischem Magma, das sich in großen, tropfenförmigen Magmaherden in 2 bis 50 km Tiefe sammelt. Wenn der Druck zu groß wird, steigt das Magma über Spalten und Klüfte der Lithosphäre auf. Magma, das auf diese Weise an die Erdoberfläche gelangt, wird als Lava bezeichnet.

Bei einem Vulkanausbruch werden nicht nur glutflüssige, sondern auch feste oder gasförmige Stoffe freigesetzt (Vulkanismus). Die meisten Vulkane haben annähernd die Form eines Kegels, dessen Hangneigung von der Zähigkeit der Lava abhängt. Die Gestalt aber auch unregelmäßig sein oder eine kuppelförmige Aufwölbung bilden.

Vulkantypen und Bezeichnungen

Vulkane kann man nach ihrer äußeren Form und nach der Art ihres Magmenzufuhrsystems einigermaßen unterteilen.

Unterteilung nach der äußeren Form:
- Schicht-Vulkane (auch Strato-Vulkane genannt)
- Schild-Vulkane
- Schlacken- und Aschenkegel

Ca. 95 % der Vulkane auf der Erde sind Schicht-Vulkane. Andererseits sind ca. 90 % aller aktiven Vulkane Schild-Vulkane.

Unterteilung nach der Art des Magmenzufuhrsystems:
- Zentral-Vulkane
- Spalten-Vulkane

Eine besondere Form ist der Supervulkan.

Vulkane kann man auch nach ihrer Aktivität einordnen in

aktive Vulkane (aktiver Vulkanismus)
inaktive Vulkane (kein aktiver Vulkanismus, Voraussetzungen für erneute Aktivität sind jedoch gegeben)
erloschene Vulkane (durch fehlende Magmazufuhr keine Aktivität mehr möglich)

Der durch die vulkanische Aktivität entstandene Berg wird je nach seiner Form Vulkankegel oder Vulkandom genannt, und die Öffnung, aus der Lava aus der Tiefe aufsteigt, heißt Vulkanschlot. Bricht ein Schlot über einer oberflächennahen Magmakammer zusammen und bildet sich eine große Öffnung, wird diese als Caldera bezeichnet.

Magmatypen

Eine andere Möglichkeit, Vulkane zu klassifizieren, ist, sie nach dem Typ des Magmas zu beschreiben, das sowohl die entstehende Form des Vulkans als auch das Ausbruchsverhalten entscheidend bestimmt:

Zusammenfassend kann man sagen, dass "graue Vulkane" "Schichtvulkane" bilden, während "rote Vulkane" "Schildvulkane" hervorbringen.

Viele Vulkane folgen allerdings nicht einem "reinen" Ausbruchsmuster, sondern zeigen variierendes Verhalten entweder während einer Eruption oder während der Millionen Jahre ihrer Aktivität. Ein Beispiel dafür ist der Ätna auf Sizilien.

Verteilung von Vulkanen

Weltweit gibt es etwa 1900 Vulkane, die als aktiv betrachtet werden. Ihre Verteilung kann man mit Hilfe der Erkenntnisse der Plattentektonik verstehen:

Vulkane der Spreizungszonen liegen mit wenigen Ausnahmen auf dem Meeresgrund, wo die Erdplatten auseinanderdriften. Das dort vorkommende Magma ist basaltisch. Hierzu gehören hauptsächlich rote Vulkane oder Schildvulkane.

Vulkane der Subduktionszonen sind die sichtbarsten Vulkane. Sie treten auf, wo Erdplatten aufeinander treffen und die eine Erdplatte unter die andere geschoben wird. Das abtauchende (oft SiO₂-reiche) Gestein wird in der Tiefe geschmolzen und steigt, da es eine geringere Dichte hat, nach oben, wo es zu Eruptionen kommt. Hierzu rechnet man hauptsächlich graue Vulkane oder Schichtvulkane.

Vulkane über „Hot Spots“ (auch Plume oder Plutone genannt) sind selten, da es weltweit zurzeit nur etwa 40 eindeutig bestimmte „Hot Spots“ gibt. Ein „Hot Spot“ ist ein über geologische Zeiträume als nahezu ortsfest anzusehender Aufschmelzungsbereich im Erdmantel unter der Lithosphäre. Die Lithosphärenplatten schieben sich durch plattentektonische Mechanismen, während langer Zeiträume über einen „Hot Spot“ hinweg. Es bilden sich perlenschnurartig hintereinander neue Vulkane, so als würden sie sich durch die Kruste hindurchschweißen. Bekanntestes Beispiel sind die Hawaii-Inseln: die Hauptinsel Hawai’i, die als jüngste Vulkaninsel über dem „Hot Spot“ liegt, ist erst 400.000 Jahre alt, während die älteste der 6 Vulkaninseln Kauai im Nordwesten bereits vor etwa 5,1 Millionen Jahren entstanden ist. Beispiele für diese seltene Art des Vulkanismus in Europa finden sich in der Ost- und Westeifel (Vulkaneifel), dem Siebengebirge und in der Auvergne.

Vorhersage von Vulkanausbrüchen

Zu diesem Abschnitt siehe auch: Vulkanobservatorium

Ob ein Vulkan endgültig erloschen ist oder vielleicht wieder aktiv werden kann, interessiert besonders die Menschen, die in der Umgebung eines Vulkans leben. In jedem Fall hat ein Vulkanausbruch weitreichende Konsequenzen, denn über das persönliche Schicksal hinaus werden Infrastruktur und Wirtschaft der betroffenen Region nachhaltig beeinflusst. Daher ist es das vorrangige Forschungsziel, Vulkanausbrüche möglichst präzise vorhersagen zu können. Fehlprognosen wären allein unter Kostengesichtspunkten verheerend (Evakuierung Tausender von Menschen, Stilllegung des gesamten Wirtschaftslebens u.v.m.).

Trotz gewisser Gemeinsamkeiten gleicht kein Vulkan in seinem Ausbruchsverhalten dem anderen. Demnach sind Beobachtungen über Ruhephasen oder seismische Aktivitäten eines Vulkans kaum auf einen anderen übertragbar.

Verstärkt auftretende leichte Erdbeben oder einen verstärkten Gasausstoß deutet man zwar als vage Anzeichen einer bevorstehenden Eruption, diese kann aber auch erst 50 Jahre später erfolgen.

Aussagefähiger sind Formveränderungen der Erdkruste unmittelbar über dem Magmaherd. Mit Lasermessung werden die geringsten Distanzveränderungen erfasst. So hat sich sowohl unmittelbar vor dem Ausbruch des Mount Saint Helens 1980 als auch vor dem Ausbruch des Pinatubo 1991 die Erde über dem Magmaherd aufgewölbt. Dadurch konnten die Vulkanologen die Ausbrüche schon wenige Tage zuvor voraussagen.

Dennoch muss man feststellen, dass trotz intensiver Forschung und Einsatz modernster technischer Hilfsmittel die verlässliche exakte Vorhersage eines Vulkanausbruchs zur Zeit noch nicht in jedem Fall möglich ist.

Vulkane

Aktive Vulkane in Europa

Die bekanntesten (aktiven) Vulkane in Europa (unvollständig, alphabetisch):

der Ätna auf Sizilien;
die Hekla auf der ohnehin von zahlreichen Vulkanen beherrschten Insel Island; sie bricht ziemlich regelmäßig alle 10 Jahre aus.
der Pico del Teide auf der kanarischen Atlantikinsel Teneriffa ist zwar Spaniens höchster Berg, gehört jedoch nur politisch, nicht aber geologisch, zu Europa.;
die Campi Flegrei – („Brennende Felder“) an der anderen Seite als Vesuv bei Neapel, Europas aktivste Vulkanzone mit zahlreichen Fumaroli;
Piton de la Fournaise (2631 m hoch) auf La Réunion, einer der aktivsten Vulkane der Welt (und das seit 350.000 Jahren!) gehört politisch, aber nicht geologisch, zu Europa
Piton des Neiges (3070,50 m hoch) auf La Réunion, der älteste und „schlafende“ Vulkan (er ruht seit ungefähr 20.000 Jahren und sieht heutzutage wie ein normaler Berg aus!), gehört politisch, aber nicht geologisch, zu Europa;
die Vullkaninsel Santorini in Griechenland, durch die Minoische Eruption im 17. vorchristlichen Jahrhundert (1628 v. Chr.) bekannt – weiterhin aktiv auf der Insel Nea Kameni in der Caldera des damaligen Vulkans
der Stromboli – eine Insel nördlich von Sizilien (Liparische Inseln);
der Vesuv nahe Neapel

Bekannte Vulkane außerhalb Europas

Einige bekannte Vulkane außerhalb Europas (unvollständig, alphabetisch):

der Ararat in der Türkei.
der Arenal in Costa Rica.
der Aso-san in Japan,
der Fujisan in Japan,
der Kilimandscharo in Afrika
der Krakatau in Indonesien,
der Mauna Kea auf Hawaii,
der Mauna Loa auf Hawaii,
der Mayon auf den Philippinen,
der Misti in Peru,
der Mount Saint Helens in den USA,
der Ol Doinyo Lengai in Tansania, Natriumcarbonatit-Vulkan.
der Pico de Fogo auf Fogo, Kap Verde,
der Pinatubo auf den Philippinen,
der Popocatépetl in Mexiko,
der Soufriere auf Montserrat,

Erloschene Vulkane in Deutschland und Österreich

Erloschene Vulkane in Deutschland (unvollständig, alphabetisch):

die Amöneburg im Marburger Land
der Drachenfels im Siebengebirge
der Hohe Hagen im Naturpark Münden des Landkreises Göttingen
der Kaiserstuhl nahe Freiburg (18 Mio. Jahre bis 13 Mio. Jahre)
die Limburg in Baden-Württemberg
der Otzberg und der Katzenbuckel im Odenwald
der Vogelsberg

Einige erloschene Vulkane in Österreich

der Pauliberg im Burgenland (wichtiger Basalt-Abbau)
Oststeirisches Hügelland, Vulkankette von Fürstenfeld bis Gnas, z.B.
- Stradner Kogel und Gleichenberge

Vulkanisch geprägte Landschaften in Deutschland (unvollständig):

der Hegau nahe dem Bodensee, Baden-Württemberg (14 Mio. Jahre bis 7 Mio. Jahre, z. B. der Hohentwiel)
der Schwäbische Vulkan in Baden-Württemberg (ca. 17 bis 16 Mio. Jahren)
die Vulkaneifel in Rheinland-Pfalz / Nordrhein-Westfalen (Beginn vor 700.000 Jahren, letzter Ausbruch vor 11.000 Jahren)
sowie in der Rhön, im Westerwald und in der Eifel.

Ob die deutschen Vulkane als erloschen bzw. ruhend gelten, ist derzeit noch umstritten. Zwar scheint es wenig wahrscheinlich, dass sie innerhalb der nächsten Jahrhunderte wieder aktiv werden, doch mehren sich die Anzeichen für Größenzunahme des Magmaplumes beispielsweise unter der Eifel. Kohlendioxidbläschen, die z.B. in den Maaren aufsteigen, werden in jüngster Zeit nicht mehr als Symptom verklingender Tätigkeit gedeutet, sondern als Zeichen zunehmender Aktivität.

Eindringendes Wasser (Grundwasser, Oberflächenwasser) verleiht den Eifelvulkanen zudem besondere Gefährlichkeit, da durch den enormen Druckaufbau ein hochexplosives Gemisch entsteht und es zu Phreatomagmatischen Explosionen kommen kann. Bereits beim letzten Ausbruch vor 11.000 Jahren wurden dadurch ungeheure Mengen an Magma, Asche und Schlacke an die Erdoberfläche befördert.

Weitere bemerkenswerte Vulkane

Der nördlichste Vulkan der Erde ist der 2277 m hohe Vulkan Haakon VII Toppen/Beerenberg auf der Insel Jan Mayen, er wurde 1970 nach langer Ruhe wieder aktiv.
Der südlichste Vulkan der Erde ist der 3794 m hohe Mount Erebus auf der Ross-Insel in der Antarktis, er ist ständig aktiv.
Der höchste subaerische Vulkan der Erde ist der 6882 m hohe Ojos del Salado in der Provinz Catamarca.
Der höchste Vulkan des Sonnensystems (allerdings bereits erloschen) ist der Olympus Mons auf dem Mars. Er ist mit 26,4 km Höhe der höchste bekannte Berg unseres Sonnensystems, was für einen ehemaligen Schildvulkan außerordentlich bemerkenswert ist.

Auf der Venus gibt es ebenfalls zahlreiche erloschene Vulkane. Jedoch konnte auf dem Jupitermond Io zweifelsfrei noch aktiver Vulkanismus nachgewiesen werden, welcher jedoch auf hauptsächlich Schwefel und nicht auf geschmolzenen Sillikaten basiert. Was die Eismonde des äußeren Sonnensystems anbelangt, konnte vulkanische Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus beobachtet werdet (siehe dazu auch Cryovulkan). Weitere Kandidaten sind die Monde Europa (Jupiter), Titan (Saturn) und Triton (Neptun).

Weitere Vulkane auf der Erde und in unserem Sonnensystem sind unter Liste der Vulkane zu finden.