Wissenschaft

Was passiert, wenn ein Vulkan ausbricht?

Vulkanische Aktivitäten sind ein faszinierendes, beängstigendes und absolut wesentliches Merkmal unseres Planeten. Überall sind Vulkane verstreut, von einer Wüste in Afrika bis zu den kalten Gefilden der Antarktis, den Inseln im Pazifik und auf allen Kontinenten. Jeden Tag bricht man irgendwo aus. Die meisten von uns kennen die Vulkane der Erde, wie den sehr aktiven Berg Agung auf Bali, Bárðarbunga auf Island, Kilauea auf Hawaii und Colima in Mexiko.

Es gibt jedoch Vulkane, die auf Welten im gesamten Sonnensystem verteilt sind. Nehmen wir zum Beispiel Jupiters Mond Io. Es ist stark vulkanisch und spuckt schwefelhaltige Lava unter seiner Oberfläche hervor. Es wird geschätzt, dass sich diese kleine Welt über Millionen von Jahren aufgrund ihrer vulkanischen Aktivität, die Material aus dem Inneren an die Oberfläche und darüber hinaus bringt, fast von innen nach außen dreht.

Weiter draußen hat Saturnmond Enceladus auch Geysirmerkmale im Zusammenhang mit Vulkanismus. Anstatt wie auf der Erde und auf Io mit geschmolzenem Gestein auszubrechen, spuckt es matschige Eiskristalle aus. Planetenforscher vermuten, dass es viel mehr von dieser „Eisvulkan“ -Aktivität (bekannt als Kryovulkanismus) gibt, die sich über die entfernten Bereiche des Sonnensystems ausbreitet . Die Venus ist viel näher an der Erde als vulkanisch aktiv bekannt, und es gibt solide Hinweise auf vergangene vulkanische Aktivitäten auf dem Mars. Sogar Merkur zeigt sehr früh in seiner Geschichte die Spuren von Vulkanausbrüchen.

 

Vulkane sind Teil des Weltbaus

Vulkane leisten wichtige Arbeit beim Aufbau von Kontinenten und Inseln, bei der Gestaltung von Tiefseebergen und Kratern. Sie tauchen auch Landschaften auf der Erde wieder auf, während sie Lava und andere Materialien ausspucken. Die Erde begann ihr Leben als vulkanische Welt, bedeckt mit einem geschmolzenen Ozean.

Derzeit sind nicht alle Vulkane aktiv, die seit Beginn der Zeit geflossen sind. Einige sind längst tot und werden nie wieder aktiv sein. Andere ruhen (was bedeutet, dass sie in Zukunft wieder ausbrechen könnten). Dies gilt insbesondere auf dem Mars, wo einige Vulkane als Beweis für ihre aktive Vergangenheit existieren.

 

Grundlagen des Vulkanausbruchs

USGS

Die meisten Menschen kennen Vulkanexplosionen wie die, die den Berg in die Luft jagten. St. Helens im US-Bundesstaat Washington im Jahr 1980. Das war ein dramatischer Ausbruch, der einen Teil des Berges wegblies und Milliarden Tonnen Asche auf die umliegenden Bundesstaaten schüttete. Es ist jedoch nicht das einzige in dieser Region. Mt. Hood und Mt. Rainier gelten ebenfalls als aktiv, wenn auch nicht so stark wie ihre Schwester Caldera. Diese Berge sind als „Back-Arc“ -Vulkane bekannt und ihre Aktivität wird durch Plattenbewegungen tief unter der Erde verursacht.

Die hawaiianische Inselkette stammt von einem Hot Spot, einem Schwachpunkt in der Erdkruste unter dem Pazifik. Die Inseln wurden über Millionen von Jahren aufgebaut, als sich die Kruste über den Hotspot bewegte und Lava auf den Meeresboden gelangte. Schließlich brach die Oberfläche jeder Insel die Wasseroberfläche und wuchs weiter.

Die aktivsten hawaiianischen Vulkane befinden sich auf der Big Island. Einer von ihnen – Kilauea – pumpt weiterhin dicke Lavaströme aus, die einen Großteil des südlichen Bereichs der Insel wieder aufgetaucht sind. Jüngste Ausbrüche aus einem Abzug an der Seite dieses Berges haben Dörfer und Häuser auf der Big Island zerstört.

Vulkane brechen auch entlang des gesamten Pazifikbeckens aus, von Japan im Süden bis nach Neuseeland. Die vulkanischsten Gebiete im Becken befinden sich entlang der Plattengrenzen, und diese gesamte Region wird als „Ring of Fire“ bezeichnet .

In Europa ist der Mt. Der Ätna auf Sizilien ist ziemlich aktiv, ebenso wie der Vesuv (der Vulkan, der 79 n. Chr. Pompeji und Herculaneum begrub). Diese Berge betreffen weiterhin die umliegenden Regionen mit Erdbeben und gelegentlichen Flüssen.

Nicht jeder Vulkan baut einen Berg auf. Einige Entlüftungsvulkane senden Lavakissen aus, insbesondere von Unterwasserausbrüchen. Vent-Vulkane sind auf dem Planeten Venus aktiv und pflastern dort die Oberfläche mit dicker, viskoser Lava. Auf der Erde brechen Vulkane auf verschiedene Weise aus.

 

Wie funktionieren Vulkane?

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Vulkanausbrüche bieten Wege, auf denen Material tief unter der Erdoberfläche an die Oberfläche entweichen kann. Sie ermöglichen es einer Welt auch, ihre Wärme abzulassen. Aktive Vulkane auf der Erde, Io und Venus werden von unterirdischem geschmolzenem Gestein gespeist. Auf der Erde kommt die Lava aus dem Mantel (der Schicht unter der Oberfläche). Sobald es genug geschmolzenes Gestein – Magma genannt – und genug Druck darauf gibt, kommt es zu einem Vulkanausbruch. In vielen Vulkanen steigt das Magma durch eine zentrale Röhre oder einen „Hals“ auf und taucht auf dem Gipfel des Berges auf.

An anderen Stellen strömen Lava, Gase und Asche durch die Lüftungsschlitze. Sie können schließlich kegelförmige Hügel und Berge bilden. Dies ist der Eruptionsstil, der zuletzt auf der Big Island von Hawaii stattgefunden hat.

Die vulkanische Aktivität kann ziemlich leise oder ziemlich explosiv sein. In einem sehr aktiven Fluss können Gaswolken aus der vulkanischen Caldera rollen . Diese sind ziemlich tödlich, weil sie heiß sind und sich schnell bewegen, und die Hitze und das Gas und töten jemanden sehr schnell.

 

Vulkane als Teil der Planetengeologie

USGS

Vulkane sind oft (aber nicht immer) eng mit Bewegungen der Kontinentalplatte verbunden. Tief unter der Oberfläche unseres Planeten bewegen sich riesige tektonische Platten langsam und drängeln sich aneinander. An den Grenzen zwischen den Platten, wo zwei oder mehr zusammenkommen, kriecht Magma an die Oberfläche. Die Vulkane des pazifischen Randes wurden auf diese Weise aufgebaut, wobei die Platten zusammengleiten und Reibung und Wärme erzeugen, sodass die Lava frei fließen kann. Tiefseevulkane brechen auch mit Magma und Gasen aus. Wir sehen die Eruptionen nicht immer, aber Bimssteinwolken (Fels aus dem Ausbruch) gelangen schließlich an die Oberfläche und bilden lange Felsflüsse auf der Oberfläche.

Wie bereits erwähnt, sind die hawaiianischen Inseln das Ergebnis einer sogenannten vulkanischen „Wolke“ unter der Pazifikplatte. Hier sind einige weitere wissenschaftliche Details darüber, wie das funktioniert: Die Pazifikplatte bewegt sich langsam nach Südosten, und währenddessen erwärmt die Wolke die Kruste und sendet Material an die Oberfläche. Während sich die Platte nach Süden bewegt, werden neue Stellen erhitzt und eine neue Insel wird aus geschmolzener Lava gebaut, die ihren Weg an die Oberfläche erzwingt. Die Big Island ist die jüngste der Inseln, die sich über die Oberfläche des Pazifischen Ozeans erhebt, obwohl eine neuere gebaut wird, wenn die Platte gleitet. Es heißt Loihi und ist immer noch unter Wasser.

Neben aktiven Vulkanen enthalten mehrere Orte auf der Erde sogenannte „Supervulkane“. Dies sind geologisch aktive Regionen, die auf massiven Hotspots liegen. Die bekannteste ist die Yellowstone Caldera im Nordwesten von Wyoming in den USA. Sie hat einen tiefen Lavasee und ist im Laufe der geologischen Zeit mehrmals ausgebrochen.

 

Ein wissenschaftlicher Blick auf Vulkanausbrüche

Historische / Getty Images

 

Vulkanausbrüche werden normalerweise von Erdbebenschwärmen angekündigt. Sie zeigen die Bewegung von geschmolzenem Gestein unter der Oberfläche an. Sobald ein Ausbruch bevorsteht, kann der Vulkan Lava in zwei Formen sowie Asche und erhitzte Gase ausspucken.

Die meisten Menschen kennen die gewunden aussehende, seilige „pahoehoe“ -Lava (ausgesprochen „pah-HOY-hoy“). Es hat die Konsistenz von geschmolzener Erdnussbutter. Es kühlt sehr schnell ab und bildet dicke schwarze Gesteinsschichten. Die andere Art von Lava, die aus Vulkanen fließt, heißt „A’a“ (ausgesprochen „AH-ah“). Es sieht aus wie ein sich bewegender Haufen Kohlenklinker.

Beide Arten von Lava tragen Gase, die sie beim Fließen freisetzen. Ihre Temperaturen können mehr als 1.200 ° C betragen. Die bei Vulkanausbrüchen freigesetzten heißen Gase umfassen Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Stickstoff, Argon, Methan und Kohlenmonoxid sowie Wasserdampf. Asche, die so klein wie Staubpartikel und so groß wie Steine ​​und Kiesel sein kann, besteht aus gekühltem Gestein und wird aus dem Vulkan herausgeschleudert. Diese Gase können selbst in kleinen Mengen selbst auf einem relativ ruhigen Berg ziemlich tödlich sein.

Bei sehr explosiven Vulkanausbrüchen werden Asche und Gase in einem sogenannten „pyroklastischen Fluss“ miteinander vermischt. Eine solche Mischung bewegt sich sehr schnell und kann ziemlich tödlich sein. Während des Ausbruchs des Berges. St. Helens in Washington, die Explosion vom Mount Pinatubo auf den Philippinen und die Ausbrüche in der Nähe von Pompeji im alten Rom, die meisten Menschen starben, als sie von solchen Killergas- und Ascheströmen überwältigt wurden. Andere wurden in den Asche- oder Schlammfluten begraben, die auf den Ausbruch folgten.

 

Vulkane sind für die planetare Evolution notwendig

RICHARD BOUHET / AFP über Getty Images

 

Vulkane und Vulkanflüsse haben unseren Planeten (und andere) seit der frühesten Geschichte des Sonnensystems beeinflusst. Sie haben die Atmosphäre und die Böden bereichert, gleichzeitig drastische Veränderungen mit sich gebracht und das Leben bedroht. Sie sind Teil des Lebens auf einem aktiven Planeten und haben wertvolle Lektionen, die sie auf anderen Welten unterrichten können, in denen die vulkanische Aktivität stattfindet.

Geologen untersuchen Vulkanausbrüche und damit verbundene Aktivitäten und arbeiten daran , jede Art von Vulkanlandmerkmalen zu  klassifizieren. Was sie lernen, gibt ihnen mehr Einblick in das Innenleben unseres Planeten und anderer Welten, in denen vulkanische Aktivitäten stattfinden.

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