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Vulkan: Aufbau, Ausbruch und Gefahren verstehen
Ein Vulkan ist eine Stelle an der Erdoberfläche, an der geschmolzenes Gestein, Gase und Asche aus dem Erdinneren austreten können. Unter der Oberfläche heißt die Gesteinsschmelze Magma, nach ihrem Austritt Lava.
Auf dieser Seite lernst du, wie ein Ausbruch entsteht, wo Vulkane vorkommen und warum Magmaeigenschaften die Vulkanform und die Gefährdung beeinflussen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was ist ein Vulkan?
Ein Vulkan ist nicht immer nur ein kegelförmiger Berg. Auch eine Spalte oder ein großer Einbruchskessel kann zu einem Vulkansystem gehören. Der sichtbare Vulkanbau entsteht aus Material, das bei früheren Ausbrüchen abgelagert wurde.
Magma und Lava
Magma ist geschmolzenes Gestein unterhalb der Erdoberfläche. Sobald es an die Oberfläche austritt, heißt es Lava. Der Name hängt also vom Ort ab, nicht davon, ob die Schmelze plötzlich zu einem anderen Stoff wird.
Magma kann sich unter einem Vulkan in einem Speicher sammeln, der Magmakammer genannt wird. Von dort bewegt es sich durch Risse und Förderwege nach oben. Die Öffnung, durch die Material austritt, ist der Krater oder Teil einer Spalte.
Magma steigt durch einen Riss auf und tritt am Hang aus. Unter der Oberfläche heißt die Schmelze noch Magma. Ab dem Austritt ist sie Lava. Kühlt sie ab, erstarrt sie wieder zu Gestein.
Wie kommt es zu einem Ausbruch?
Magma enthält gelöste Gase. Steigt es auf, nimmt der Druck durch das darüberliegende Gestein ab. Dadurch können sich Gase aus dem Magma lösen und Blasen bilden – ähnlich wie beim Öffnen einer Flasche mit kohlensäurehaltigem Getränk.
Der Vorgang lässt sich als Kette beschreiben:
- Magma steigt auf oder neues Magma strömt in einen unterirdischen Speicher.
- Mit sinkendem Druck bilden sich Gasblasen.
- Die Blasen schäumen das Magma auf und treiben es weiter nach oben.
- Magma, Gase, Asche oder Gesteinsstücke treten aus.
Wie leicht die Gase entweichen, hängt besonders von der Viskosität ab. Viskosität bedeutet Zähigkeit oder Fließfähigkeit.
- In dünnflüssigem Magma können Gasblasen leichter aufsteigen. Lava fließt eher aus oder tritt in Fontänen aus.
- In zähflüssigem Magma bleiben Gase leichter eingeschlossen. Der Druck kann stärker anwachsen und sich explosionsartig entladen.
Nicht die Hitze allein entscheidet über die Ausbruchsweise. Besonders wichtig ist, wie zähflüssig das Magma ist und wie gut die Gase entweichen können.
Der Vergleich mit einer Getränkeflasche erklärt die Blasenbildung bei sinkendem Druck. Ein Vulkan ist jedoch keine geschlossene Flasche: Magma kann über verschiedene Risse und Förderwege aufsteigen, und mehrere Prozesse können den Druck verändern.
Wo entstehen Vulkane?
Vulkane sind ungleichmäßig über die Erde verteilt. Die meisten liegen an Grenzen tektonischer Platten. Daneben gibt es Vulkanismus über besonders heißen Bereichen des Erdmantels, den Hotspots.
Auseinanderdriftende Platten
An einer divergenten Plattengrenze bewegen sich zwei Platten voneinander weg. Magma kann aufsteigen und neue Erdkruste bilden. Unter dem Meer entstehen so langgestreckte Gebirge, die mittelozeanischen Rücken. Island liegt am Mittelatlantischen Rücken. Dort erreicht der Vulkanismus die Meeresoberfläche.
Aufeinandertreffende Platten
An einer konvergenten Plattengrenze bewegen sich Platten aufeinander zu. Taucht eine Platte unter eine andere, heißt der Vorgang Subduktion. In der Tiefe entstehen Gesteinsschmelzen, aus denen Magma aufsteigen kann. So bilden sich Vulkanketten und vulkanische Inselbögen.
Rund um den Pazifik verläuft der etwa 40.000 Kilometer lange Pazifische Feuerring. An diesem Gürtel liegen besonders viele aktive Vulkane.
Hotspots fern von Plattengrenzen
Ein Hotspot ist ein besonders heißer Bereich unter einer Platte. Steigt dort heißes Material auf, kann Magma die Kruste durchbrechen. Bewegt sich die Platte über den räumlich weitgehend festen Hotspot, entstehen nacheinander Vulkane. Die Inselkette von Hawaii ist ein Beispiel für eine solche Spur.
Beobachtet wird eine Kette von Vulkaninseln mitten auf einer Platte. Nur an einem Ende der Kette entsteht gegenwärtig neuer Vulkanismus. Das Muster passt zu einer bewegten Platte über einem Hotspot: Über dem heißen Bereich entsteht ein neuer Vulkan, während ältere Vulkane mit der Platte weitertransportiert werden.
Wie unterscheiden sich Schild- und Schichtvulkane?
Die Form eines Vulkans hängt stark davon ab, welches Material gefördert wird und wie leicht es fließt.
| Merkmal | Schildvulkan | Schichtvulkan |
|---|---|---|
| Magma beziehungsweise Lava | eher dünnflüssig | eher zähflüssig |
| typischer Aufbau | flach und breit | steil; Schichten aus Lava, Asche und weiteren Auswurfprodukten |
| mögliches Ausbruchsverhalten | Lavaflüsse und Lavafontänen | Lavaflüsse und explosive Ausbrüche |
| Beispiel | Kilauea auf Hawaii | Mayon auf den Philippinen |
Ein Vulkan ist breit und flach. Bei seinen Ausbrüchen fließt dünnflüssige Lava weit über die Hänge.
Schritt 1: Die dünnflüssige Lava kann sich weit ausbreiten.
Schritt 2: Dadurch entstehen keine besonders steilen Hänge.
Ergebnis: Die Merkmale sprechen für einen Schildvulkan. Das bedeutet nicht, dass er ungefährlich ist: Auch Lavaflüsse können Menschen und Infrastruktur bedrohen.
Ein Schichtvulkan besteht aus wechselnden Ablagerungen. Zähflüssigeres, gasreiches Magma kann starke Explosionen begünstigen. Trotzdem lässt sich die genaue Gefahr nicht allein an der äußeren Form ablesen. Ort, Ausbruchsart, Wetter und Besiedlung müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Welche Gefahren gibt es und wie werden Vulkane überwacht?
Ein Ausbruch kann Lava, Asche, Gase und Gesteinsstücke freisetzen. Schäden entstehen nicht nur direkt am Krater. Die Umgebung kann Folgegefahren verstärken:
- Wasser, Asche und lockeres Material können einen Lahar, also einen vulkanischen Schlammstrom, bilden.
- Untermeerische Ereignisse oder der Einsturz vulkanischer Flanken können Tsunamis auslösen.
- Große explosive Ausbrüche können Aerosole bis in die Stratosphäre tragen. Schwefelhaltige Teilchen reflektieren Sonnenlicht und können die Erde vorübergehend abkühlen.
Beim Nevado del Ruiz im Jahr 1985 schmolz ein vergleichsweise kleiner Ausbruch Gletschereis. Wasser und Asche bildeten einen Lahar, der die etwa 40 Kilometer entfernte Stadt Armero erreichte.
Der entscheidende Gedanke: Die Stärke der Eruption allein erklärte die Zerstörung nicht. Eis, Wasser, lockeres Material und das Gefälle erzeugten eine weitreichende Folgegefahr.
Der Vulkanexplosivitäts-Index, kurz VEI, beschreibt die Stärke explosiver Ausbrüche auf einer Skala von 0 bis 8. Maßgeblich ist vor allem das Volumen des ausgeworfenen Materials; auch die Höhe der Eruptionssäule und das Eruptionsverhalten fließen ein. Die Skala ist logarithmisch: Eine Stufe entspricht dem Faktor 10, zwei Stufen dem Faktor 100.
Ein hoher VEI bedeutet nicht automatisch die größten Schäden. Ein kleinerer Ausbruch nahe einer Stadt oder in einer Umgebung mit Gletschereis kann sehr gefährlich sein.
Zur Überwachung suchen Fachleute nach mehreren Vorläufersignalen:
| Beobachtung | Messung | mögliche Bedeutung |
|---|---|---|
| mehr kleine Erdbeben | Seismografen | Magma könnte sich bewegen |
| veränderte Temperatur oder Zusammensetzung von Gasen | thermische und chemische Messungen | Prozesse im Vulkansystem verändern sich |
| Hebung oder Dehnung des Vulkanbaus | Neigungsmesser und Satellitenbilder | aufsteigendes Magma könnte den Untergrund verformen |
Ein Warnsignal ist kein sicherer Ausbruchstermin. Erst mehrere Messungen und ihre wissenschaftliche Interpretation ermöglichen eine Wahrscheinlichkeitsabschätzung.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Vulkan
- Aufbau: Magmakammer, Förderwege und Austrittsöffnung
- Stoffe: Magma unter der Oberfläche, Lava nach dem Austritt
- Antrieb: Druckentlastung, Gasblasen und Viskosität
- Entstehungsräume: divergente Grenzen, Subduktionszonen und Hotspots
- Formen: Schildvulkan und Schichtvulkan
- Gefahren: direkte Auswurfprodukte und Folgegefahren
- Überwachung: Erdbeben, Gase und Bodenverformung