geolinde

Eifelvulkane - aktive Vulkane in Deutschland

Rot markiert: aktive Vulkanssysteme in der Eifel.
(Bild: Universität Göttingen)

Durch eine Art von Computertomographie konnten dreidimensional bis in 400 Kilometer Tiefe Plumes, sog. Tiefenwurzeln des Eifel-Vulkansystems nachgewiesen werden. In diesem Bereich ist ein geringer Teil des Mantelgesteins teilweise aufgeschmolzen. Magma kann hier sehr langsam aufsteigen.

Bild: Universität Göttingen
(Hier klicken für die Animation des Plumes: -> Animation)

Aus einem solchen Plumes steigt ab etwa 100 km Tiefe das Magma in größeren Kanälen nach oben, kann sich in Magmakammern wenige Kilometer unter der Erdoberfläche ansammeln und Ausbrüche verursachen.

Dies geschieht in Teilen der Eifel seit etwa 600.000 Jahren, allerdings mit langen Pausen. In den aktiven Phasen, die einige zehntausend Jahre andauerten, waren oft mehrere Vulkane gleichzeitig aktiv. Dann waren Ruhepausen von etlichen zehntausenden von Jahren zu beobachten.
Die letzten Ausbrüche fanden vor 12900 Jahren mit dem Laacher See-Vulkan und etwa zweitausend Jahre später im Ulmener Maar statt.

Insgesamt ist das Vulkansystem der Eifel das jüngste in ganz Europa und nach Einschätzung vieler Vulkanologen ebenso aktiv wie gefährlich. Es gibt derzeit zwar keinerlei Hinweise auf eine besondere oder stärker werdende Aktivität, doch besitzen die Eifelvulkane das Potential zu extrem heftigen explosiven Ausbrüchen mit weit reichenden pyroklastischen Strömen (Glutlawinen).

Laacher See: So ruhig er auch aussieht, dies ist ein mit Wasser gefüllter aktiver Vulkankrater
(Magnus Manske, Copyright)

Bei der Eruption des Laacher See-Vulkans vor 12900 Jahren haben solche pyroklastischen Ströme mit gewaltigen Mengen an Gesteinsmaterial den Rhein bei Brohl blockiert, über Tage bis Wochen staute sich ein bis zu 25 Meter tiefer See an, der ungefähr 2,5 Kubikkilometer Wasser enthielt.

Gasaustritt (kohlendioxidhaltig) im Uferbereich des Laacher Sees
(Markus Schweiß, Copyright)

Beim Bruch des Naturdamms, wohl durch ein Erdbeben ausgelöst, ergoss sich eine etwa 15 Meter hohe Flutwelle ins Rheintal und rief bis in die Gegend von Köln Zerstörungen hervor. Damals war die Gegend nahezu unbewohnt, heute würde ein solches Ereignis etliche Millionen Menschen betreffen.

Zudem wurden während der nur drei Tage dauernden Hauptexplosionsphase ca. 20 Kubikkilometer Material aus dem Krater geschleudert und bildeten noch im 20 Kilometer entfernten Koblenz eine Schichtdicke von etwa zwei Metern, selbst in Berlin lässt sich noch eine ein Zentimeter dicke Schicht aus Ablagerungen nachweisen. Eine solche Schichtwürde während der Wachstumszeit fast die gesamte landwirtschaftliche Produktion zerstören.

Quellen:

• Cornelia Park u. Hans-Ulrich Schmincke: Apokalypse im Rheintal. Spektrum der Wissenschaft 02/09, S. 78ff.
• Hans-Ulrich Schmincke: Vulkane der Eifel. 2009.

Supervulkane

Ausbruch eines "Standard-Vulkans" (Photo: USGS)

Der Ausbruch eines Supervulkans hätte massive Auswirkungen auf die gesamte Erde und wäre vergleichbar mit den Folgen eines Einschlags eines Asteroiden mit 1 Kilometer Durchmesser, berichtet die Londoner Geological Society in einem Bericht an die Britische Regierung (März 2005).

Ein solcher Ausbruch ist zudem 5-10 Mal wahrscheinlicher als ein Asteroiden-Einschlag dieser Größenordnung. In der Zukunft könnte es möglich sein, Asteroiden von ihrem Kurs abzulenken und damit die Erde zu retten, die Gewalt eines Supervulkans abzumildern ist noch nicht einmal als Sciencefiction-Szenario denkbar.

Was ist eigentlich ein Supervulkan?
Es gibt keine klare Definition für Supervulkane, da in der Realität alle Varianten von Vulkanen in allen Größen vorkommen: von kaum gefährlich und klein, über die "üblichen" auch wirklich wie Vulkane aussehenden Vulkane, eben bis hin zu den unvorstellbar großen und extrem gefährlichen Supervulkanen.
Supervulkane definieren sich zum einen dadurch, dass ihre Ausbrüche wesentlich größer ausfallen, als gewöhliche Vulkaneruptionen, nämlich ca. 10 bis 1000 Mal stärker. Auch könnte man sagen, ein Supervulkan-Ereignis ist ein so großer Vulkanausbruch, wie ihn die Menschheit in historischer Zeit noch nicht erlebt hat.
Supervulkane sind in der Landschaft kaum zu erkennen, da ihre Ausmaße das menschliche Gesichtsfeld sprengen. Sie sehen außerdem nicht aus wie "echte" Vulkane.

Die bekannten Supervulkane wie Yellowstone sind seit Jahrmillionen aktiv, brechen in gewaltigen Eruptionen aus und sind dann lang Zeit inaktiv - zwischen einigen tausend und über hunderttausend Jahren. Unter manchen Supervulkanen werden Hot Spots vermutet. Supervulkane stoßen stets unvorstellbare Magmamengen aus und das in sehr kurzer Zeit, also sehr explosiv.

Magmaauswurf im Vergleich

Zum Vergleich: beim Ausbruch des Mount St.Helens 1980 wurde etwa 1 Kubikkilometer Magma ausgestoßen (Infos: -> Mount St.Helens), beim berühmten Vesuvausbruch 79 v.Chr. etwa 5 Kubikkilometer, während des Krakatauausbruchs 1883 etwa 12 Kubikkilometer und bei dem größten Vulkanausbruch der letzten tausend Jahre, dem Tambora-Ausbruch 1815 etwa 30 Kubikkilometer.

Die größte bekannte Super-Eruption, das sog. "Fish Canyon Tuff-Ereignis" in Colorado (USA), warf wohl ungefähr 5000 Kubikkilometer Magma aus! Ein kleiner Supervulkan stößt mindestens 100 Kubikkilometer aus.

Stieß der Vesuv 79.v.Chr. etwa hunderttausend Kubikmeter Masse pro Sekunde aus, kann ein Supervulkan bis zu hundertmillionen Kubikmeter pro Sekunde auswerfen!

Zurück von einem solchen Ausbruch bleibt an der Erdoberfläche eine unregelmäßig geformte Einsturzstruktur (Caldera) über der geleerten unterirdischen Magmakammer. Solche Calderen füllen sich manchmal mit Wasser und sehen aus wie andere große Seen oder bleiben als große Täler in der Landschaft sichtbar.

Mehr: Caldera-Vulkan - Die Entstehung einer Caldera

Schon allein deswegen kennen wir nur einen geringen Teil der potentiellen Supervulkanregionen.

Markierte Supervulkaneruptionen in den letzten 2 Millionen Jahre zeigen einige mögliche Regionen weiterer Ausbrüche an (Grundkarte: visibleearth.nasa.gov)

Sumatra - Toba!

Folgen eines Supervulkan-Ereignisses
Ein gut erforschtes Supervulkan-Ereignis ist die Tobaeruption vor etwa 75.000 Jahren. Toba stieß ca. 3000 Kubikkilometer Magma aus und mehr als 5000 Kubikkilometer Asche. Das Verhältnis Magmaausstoß zu Ascheauswurf beträgt fast immer ungefähr 1 zu 2-3.
Eine 15 Zentimeter dicke Ascheschicht bedeckte ganz Indien und eine ähnlich dicke Schicht wohl große Teile von Südostasien und China. Von einer Eruption in der Größenordung von Toba wären in der Region heute weit über 1 Milliarde Menschen betroffen. Hinzu kommt eine weltweite Abkühlung für ein bis sechs Jahre um mehr als ein Grad Celsius.
Eine nur 1 Zentimeter dicke Ascheschicht, die sich während der Wachstumszeit über landwirtschaftliche Nutzflächen legt, zerstört eine Ernte vollständig.

Wurde das Jahr des Tamboraausbruchs 1815 als "Jahr ohne Sommer" bekannt, wären die Auswirkungen eines Supervulkanereignisses deutlich größer. Bei einem Ausbruch in der Größenordnung von Toba könnten die Temperaturen auf der Nordhalbkugel um bis zu 10°C sinken (UK Meteorological Office’s Hadley Centre). Durch die Menge an Asche in der Atmosphäre und die ausgestoßenen Gase (Schwefel,...) könnten die Temperaturen mehrere Jahre lang auf einem sehr niedrigen Niveau bleiben. Dabei würde unter anderem der tropische Regenwald vernichtet. Eine lang anhaltende Temperaturreduzierung könnte letztendlich auch eine neue Eiszeit auslösen.

Wie häufig sind Ausbrüche von Supervulkanen?

Anmerkungen: mit jedem Ansteigen der Ausbruchsgröße um den Faktor 10 sinkt die Ausbruchshäufigkeit um den Faktor 7

Die Wahrscheinlichkeit für einen Ausbruch eines kleineren Supervulkans im 21. Jahrhundert liegt insgesamt etwa bei 1-6%. Ein Toba ähnliches Ereignis tritt allerdings nur etwa alle 500.000 Jahre auf.

Quelle: Sparks, R S J, et al.

Naturgefahren - Vulkan gegen Menschen

Blick 2013 vom Pico Pequeno über die Caldera: die Spalte im Vordergrund ist der damals jüngste Ausbruchskrater von 1995, der dunkle Lavastrom im Bild links entstand bei diesem Ausbruch. Die Orte rechts im Hintergrund sind jetzt betroffen. (STM/geolinde)

Als am 23.11.2014 der kleine Pico de Pequeno, ein Nebenkrater des Hauptvulkans Pico de Fogo, das erste Mal seit 1995 eher überraschend wieder ausbricht, ahnt noch niemand, dass die Zerstörungen in den folgenden Tagen immens sein werden.

Wenige Tage zuvor steht die Vulkanampel noch auf grün!
(STM/geolinde)

Mit gewaltigem Zischen und Fauchen schießen Lavafontänen in den Himmel, der Aubruch nimmt Fahrt auf, bereits am ersten Tag wird die einzige Zufahrtsstraße in die Caldera von der Lava überrollt. Per Bagger und Bulldozzer bauen Hilfskräfte am nicht betroffenen Rand der Caldera eine Hilfsstraße aus Sand - die Evakuierung von über 1000 Menschen aus den kleinen, landwirtschaftlich geprägten Dörfern in einer der fruchtbarsten Regionen der Insel Fogo beginnt.

(Christian Fu Mueller; CC BY 2.0 DE (Namensnennung 2.0 Deutschland))

Am nächsten Tag ist auch die Sandstraße von der Lava überdeckt, die sich anfangs mit über 20 Metern in der Stunde, dann langsamer als bis zu 5 Meter hoher Gesteinswall durch die Caldera wälzt. Nichts kann gegen sie ausgerichtet werden, was in ihrem Weg liegt wird zerdrückt, verbrannt, verschwindet für immer unter ihr. Zwei Lavaströme ergießen sich in die Caldera.

In thermischem Infrarot sieht der Satellit Landsat 8 am 24.11. zwei Lavaströme in der Caldera
(Landsat 8-Bild von Peter Webley bearbeitet)

Eines der ersten Gebäude, das zerstört wird ist das erst Anfang 2014 eröffnete Nationalparkzentrum, das dem Tourismus in der Caldera zu einem weiteren Aufschwung verhelfen sollte. Die Bewohner der Ebene leben von Landwirtschaft und Tourismus, eine kleine Weinkooperative produziert auf dem fruchtbaren Vulkanboden sehr gute Tropfen, ein kleines Hotel mit hervorragendem Lokal ist Unterkunft für die Vulkanfans aus aller Welt, eine Grundschule sorgt für Bildung, eine Sanitätsstation und eine Kirche für das Wohlergehen der Einwohner. Auch einen kleinen Laden mit Caffebar und eine kleine Vinothek verbessern die finanzielle Lage schrittweise, ebenso die Einkünfte der Vulkanguides.

Glücklicher Weise kommt bei dem Ausbruch kein Mensch zu Schaden, die Evakuierung ist nach einem Tag so gut wie abgeschlossen, noch bevor die Lava nahezu nur noch den Weg zu Fuß über die Caldera offen lässt.

Evakuirung des Nationalparkzentrums - Lavastrom vor dem Nationalparkzentrum - Lavafront
(Theo Montrond; CC BY 2.0 DE (Namensnennung 2.0 Deutschland))

Wie es aber weiter gehen soll mit den Evakuierten - abgesehen von ihrer sofort tatkräftig organisierten Notunterbringung, die besonders in der Regenzeit nicht warten kann - das bleibt eine offene Frage.

Insgesamt werden etwa 60 Gebäude vollständig zerstört, darunter das Hotel, eine kleine Privatpension, die Grundschule, die Sanitätsstation, die Kirche, Teile der Weinkooperative. Auch ein Großteil der landwirtschaftlichen Fläche ist betroffen, viele kleine Gärten zur Selbstversorgung, aber auch viele Weinstöcke,...
Die Wasserspeicher (Zisternen) sind durch den Eintrag von giftigen Stoffen aus dem Ausbruch unbenutzbar.

Am 4.Dezember scheint die Lava zum Stehen zu kommen, doch dann fließen große Mengen dünnflüssig nach. Die Zerstörungen weiten sich noch aus, neben dem Ort Portela ist nun auch Bangeira bedroht.

Caldera im Jahr 2009: Portela ist weitgehend zerstört, Bangeira ist massiv bedroht
(NASA)

Erste Hilfslieferungen aus Portugal landen an Bord einer Fregatte der portugiesischen Marine an: Atemmasken, Decken, Medikamente,....

Der kapverdische Präsident besucht die Insel, man beginnt mit den Planungen für die Zukunft: ein Wiederaufbau der zerstörten Ortsteile erscheint  schwierig ob der Lavamassen. Nachgedacht wird über einen Neubau eines Ortes an anderer, etwas höher gelegener Stelle. Wo allerdings neue Ackerbauflächen für die Bevölkerung zu finden sein könnten, darüber wird man sich noch einige Gedanken machen müssen.

Nach dem Ausbruch stehen die Menschen vor dem Nichts, jahrelanges Sparen, jahrelange Anstrengungen, um einfache Einraum-Häuser bauen zu können und diese dann schrittweise zu erweitern, sind verloren.

Das Rote Kreuz und die kapverdische Zentralbank haben gemeinsam eine Hilfskonto eingerichtet, auf dem Spenden willkommen sind.

Name: SOS TCHAN 2014
Bank: Banco Caboverdiano de Negocios (BCN)
Konto: 5696870101
IBAN: CV64000400000569687010163
BIC: CANBCVCV

Zerstörerische Schönheit
(Christian Fu Mueller; CC BY 2.0 DE (Namensnennung 2.0 Deutschland))

Quellen:

• Fogo News
• Reisemagazin Kapverden
• Volcano discovery
  
• NASA erthobservatory

Das Afar-Dreieck - reißt Afrika auseinander?

(übersetzt nach This dynamic earth/USGS)

Nach einer älteren Theorie (H. Cloos in den 30er Jahren) findet im Afar-Dreieck folgendes statt: Befindet sich ein Kontinent über einem Manteldiapir, so wird die Erdkruste aufgedomt, sie wird aufgewölbt. Ein dreiarmiger Bruch in Form eines Mercedes-Sterns bildet sich, zwei Brucharme füllen sich mit Wasser, einer läuft in den Kontinent hinein. Der dritte Arm wird plattentektonisch oft stillgelegt, d.h. die tektonische Tätigkeit wird immer weniger und endet irgendwann.

Das Afar-Dreieck (ins Bild klicken für eine Vergrößerung; bluemarble)

Die ostafrikanische Riftzone ist seit Jahrmillionen aktiv und zeigte bis Herbst 2005 wenig Tendenz auseinander zu reißen, obwohl sich direkt in der Afar-Senke am Golf von Aden bereits neue ozeanische Kruste im Grabenbruch gebildet hat. Die Dehnung des Grabenbruch-Systems ist in der Afar-Senke am größten (bis 60 km), am anderen Ende am geringsten (weniger als 5 km).
Ob es sich also überhaupt um eine Vorstufe zu einem neuen Ozeanarm handelt (siehe Wilson-Zyklus) oder um eine "stabile", also relativ dauerhafte Form von kontinentalen Grabenbrüchen ist bisher nicht endgültig geklärt (nach Frisch).
Nachdem sich im Herbst 2005 hunderte Spalten im Boden gebildet hatten, sackte der Boden teils bis zu 100 Meter ab. Erdbeben und ein Vulkanausbruch begleiteten die neue Aktivität. Nach etwa einem Monat weitete sich ein 60 Kilometer langer Bruch um bis zu acht Meter, Magma stieg auf. Ozeanischer Boden bildete sich neu.
Damit verdichten sich die Hinweise , dass der Osten Afrikas in einigen hunderttausend Jahren abgetrennt sein könnte durch einen neu gebildeten Ozeanarm (nach SZ, 21.07.06, S. 16).
Bild links: Die ostafrikanische Riftzone gekennzeichnet durch eine Seenkette (ins Bild klicken für eine Vergrößerung; bluemarble)

Der 'Erta 'Ale: im Vordergrund am Kraterrand zwei rot gekleidete Vulkanologen, im Krater leuchtet schmelzflüssige rote Lava
(Jacques Durieux, Groupe Volcans Actifs/This dynamic earth/USGS)

Der Oldoinyo Lengai: ein explosiver Ausbruch 1966
(Gordon Davies, courtesy of Celia Nyamweru, St. Lawrence University, Canton, New York )

Selbstlerneinheit Plattentektonik - der rote Faden

Hawaii

Maus auf das Bild für Informationen über das Alter der Inseln.
(übersetzt und ergänzt nach This dynamic earth/USGS)

Hawaii ist das Beispiel für einen Hot Spot in einer ozeanischen Platte. Die Platte bewegt sich, der Hot Spot ist ortsstabil. Es entstehen so immer neue Vulkaninseln, die verloschenen werden mit der Platte vom Hot Spot wegtransportiert.

STM nach Schick, Schmicke, u.a.

Lavastrom Mauna Loa, Hawaii (USGS)

Lavafontäne des Pu`u `O`o vent, Kilauea (USGS)

Ausbruch entlang eines Risses, Hawaii (USGS)

Plattentektonik - der rote Faden

Island

(übersetzt nach The dynamic earth/USGS)

Island wächst ständig, die Ost- und die Westhälfte der Insel werden vom Mittelatlantischen Rücken durchschnitten, der hier extrem aktiv eine Art "Vulkaninsel" der besonderen Art bildet. Eine ganze Reihe von Vulkanen wird von einem gewaltigen Manteldiapir gespeist, der den MOR an die Meeresoberfläche bringt.

Plattentektonik - der rote Faden

Kanaren

nach Schmicke (Basiskarte visibleearth)

Im Gegensatz zu Hawaii finden sich auf den Kanaren verschiedenartige helle Laven neben dunklen, die auf Hawaii ausschließlich vorkommen. Offensichtlich ist auf den Kanaren die Magmenproduktion sehr viel geringer als auf Hawaii, es kommt zu zur Aufspaltung der Magma in verschiedene Magmaarten. Auch zähflüssiges Material wird gebildet, das zu explosivem Vulkanismus führen kann (nach Schmincke).

Die Caldera von Teneriffa als gewaltiger Einsturzkrater bezeugt einen stoßweise aktiven Vulkanismus,der gewaltige Magamreservoire unter den Inseln bildet. (STM/geolinde.musin.de)
Der Pico de Teide (rechtsim Hintergrund) entstand im Zentrum der Caldera.
In der Mitte des Bildes ragt die Magmafüllung eines ehemaligen Vulkanschlots in die Luft.
Der Vulkankegel selbst ist durch Verwitterung längst zerstört.
(STM/geolinde.musin.de)
Zähflüssige schwarze Lavaströme und im Vordergrund vulkanische Bomben (STM/geolinde.musin.de)

Durch relativ oberflächennahe Magmakammern, die die Oberfläche anheben, kommt es auf den Kanaren immer wieder zu gewaltigen Hangrutschungen. Solche Spuren können vor Teneriffa und vor El Hierro noch mehr als 100 Kilometer vor den Küsten nachgewiesen werden. Derart massive Ereignisse sind in der Lage gewaltige Tsunamis auszulösen, die den ganzen Atlantik überqueren können. -> mehr zu Tsunamis!

Plattentektonik - der rote Faden

Hangrutschung

Ausgelöst durch Beben, Hebungen der Vulkanhänge oder immer neue Asche- und Lavaschichten, können Hänge von Vulkanen teilweise ins Rutschen geraten.
Hangrutschungen können sich kilometerweit bergab bewegen, bevor sie zur Ruhe kommen. Nehmen sie auf ihrem Weg viel Wasser auf, so können sie sich in ein Lahar verwandeln und bis über 10 Kilometer weit talabwärts Zerstörungen anrichten.

Bei einer Hangrutschung entstehen hufeisenförmige Narben am Berg.
(Zeichnung von B. Myers/USGS)

zurück zu Vulkanformen und Vulkanaufbau

Yellowstone

(USGS)

Die Yellowstone Caldera ist der gewaltige, aber in der Landschaft kaum sichtbare Rest eines Supervulkan-Ausbruchs vor 70.000 Jahren. Unter dem Yellowstone-Gebiet wird ein Hot Spot vermutet.

Mächtige Tuffschichten sind ein Überbleibsel dieses Ausbruchs. (USGS)

Geysire, Schlammvulkane,... deuten auf eine weiterhin aktive Vulkantätigkeit hin. Zwischen 1923 und 1970 hoben sich Teile des Nationalparks um 72 Zentimeter.
Die jüngste Yellowstone Caldera (siehe unten) hat eine Größe von etwa 55 x 80 Kilometer.

In diesem Radarbild, das Veränderungen des Höhenprofils zwischen 1996 und 2000 zeigt, steht jede "Regenbogenlinie" für ein Höhenwachstum von 28,3 mm. Die drei ineinander liegenden Kreise zeigen also eine Aufwölbung (Aufdomung) um etwa 8 Zentimeter an. (USGS)

Die zwei größten Ausbrüche des Yellowstone Vulkansystems vor 2,1 und 1,3 Millionen Jahren waren die beiden größten Eruptionen auf dem nordamerikanischen Kontinent in den letzten Millionen Jahren. Der drittgrößte Ausbruch wurde von der Long Valley Caldera in Kalifornien verursacht. Das Mesa Falls Aschefeld wurde vom Yellostone Vulkansystem vor ca. 640.000 Jahren ausgeworfen.
(USGS )

Die Wahrscheinlichkeit für einen weiteren großen Ausbruch in den nächsten tausend Jahren ist trotz der bekannten Aktivität verschindend gering - sagen die Wissenschaftler. Das Problem bei dieser Aussage ist, dass bisher kein einziger Supervulkanausbruch wissenschaftlich untersucht werden konnte. Damit ist auch nicht klar, wie sich ein solcher Ausbruch exakt ankündigt und welche Warnsignale für eine baldige Eruption sprechen könnten.

Ende Februar 2006 geben Wissenschaftler des USGS (United States Geological Survey) bekannt, dass sich in den letzten 10 Jahren in etwa 15 Kilometer Tiefe Magma angesammelt hat und zwischen 1995 und 2002 etwa 60 Kilometer weit unter dem Nationalpark gewandert ist. Anzeichen für einen bevorstehenden Ausbruch gibt es aber nicht. Ein kleinerer Ausbruch die nächsten Jahrzehnte kann aber nicht ausgeschlossen werden.

So könnte ein Supervulkanausbruch aussehen!
(Copyright BBC, aus dem Film: The truth about Yellowstone)

Plattentektonik - der rote Faden

Vulkane im Mittelmeer - unter Wasser droht Gefahr

Dass die mit Abstand meisten aktiven Vulkane untermeerisch tätig sind, ist kaum allgemein bekannt, insbesondere da fast alle Unterwasservulkane nie die Wasseroberfläche durchbrechen. Ein ganzer Ring von Vulkanen liegt auf den Gipfeln der längsten Bergkette der Welt, den Mittelozeanischen Rücken.

Gasaustritte (NOAA)

Im Mittelmeer aber gibt es keine solchen Spreizungszonen, an denen neue Erdplatten entstehen. Dennoch gibt es Berichte von aktiven Unterwasservulkanen.
Seit 2001 sind die süditalienischen Vulkane besonders aktiv, 2002 der Stromboli, 2003 der Ätna,... Im Dezember 2002 brach am Stromboli ein Teil des Kraters ins Meer und löste bis zu 10 Meter hohe Flutwellen aus. Alle diese Vulkane liegen in dem Bereich, in dem die afrikanische und die europäische Erdplatte zusammenstoßen, einer sogenannten Subduktionszone.

Die insgesamt hohe Aktivität wies darauf hin, dass in Verlängerung der Subduktionszone vor Sizilien in der Straße von Sizilien ein Unterwasservulkan tätig sein könnte. Bereits 1831 war vor Sizilien eine Vulkaninsel aufgetaucht, die Ferdinandea getauft wurde. Weniger als ein Jahr später versank der erloschene Vulkan wieder in den Fluten.

Im Juni 2006 wurde schließlich das lang gesuchte Unterwasservulkanmassiv mit 35 Kilometern Länge und 30 Kilometern Breite etwa 40 Kilometer vor Sizilien entdeckt. Auf dem Massiv sitzen kleinere Vulkankegel auf. Zu diesen aufsitzenden Vulkanen gehört auch Ferdinandea. Die Forscher benannten das Massiv Empedocles, nach dem griechischen Philosophen und Arzt, der die Lehre von den vier Elementen entwickelte.
Austretende Gase zeigen deutlich, dass das gesamte Massiv aktiv ist und jederzeit Ausbrüche möglich sind. Besonders Ausbrüche an den Flanken des Vulkans werden für wahrscheinlich gehalten. Jederzeit kann auch ein Teil der Vulkanhänge abrutschen und eine Flutwelle verursachen - Tsunami im Mittelmeer.
An der Südküste Siziliens liegen Städte wie Agrigent und die gesamte Küstenebene ist dicht bevölkert.

Auch nördlich von Sizilien, im Thyrrenischen Meer liegen untermeerische Vulkane. Der größte Vulkankomplex mit einer Ausdehnung von beinahe 60 mal 20 Kilometern ist der 3000 Meter hohe Marsili mit extrem steilen Flanken. Meist sind die Hängen solcher besonders steiler Vulkanberge recht instabil. Füllt sich die Magmakammer unter dem Vulkan kann der Vulkan Beulen bekommen, die Hänge könnten ins Rutschen geraten. Auch ein Beben kann eine Rutschung auslösen. Ein solcher Flankenabbruch würde wohl einen wirklich gewaltigen Tsunami im westlichen Mittelmeer auslösen.

Aber nicht nur vor Italien, sondern zum Beispiel auch zwischen den griechischen Inseln existieren Unterwasservulkane. So der Kolumbos zwischen Santorin und Amorgos. Sein Kraterrand liegt nur 18 Meter unter dem Meeresspiegel, der Karter selbst ist 500 Meter tief. 1956 löste ein Flankenabbruch am Kolumbos einen Tsunami aus, der mehrere benachbarte Inseln, unter anderem Amorgos mit einem über 10 Meter hohen Tsunami traf.

Ein Vorwarnsystem existiert derzeit für keine der Gefahrenzonen, einerseits weil die Gefahren erst die letzten Jahre tatsächlich ernst genommen werden, andererseits weil die Unterwasservulkane meist nur wenige bis wenige Dutzend Kilometer von möglichen betroffenen Gebieten entfernt liegen. Bei einer Geschwindigkeit der Tsunamiwelle von über 600 bis beinahe 1000 Kilometer pro Stunde ergibt sich eine Reaktionszeit für eine Vorwarnung von einer bis weniger als 5 Minuten. Innerhalb dieser Zeit müsste festgestellt werden, ob ein Beben tatsächlich einen Tsunami ausgelöst hat und im Ernstfall alle gefährdeten Gebiete geräumt werden.

Die einzige Möglichkeit für die zuständigen Behörden ist die engmaschige Überwachung der Unterwasservulkane, um mögliche Veränderungen schnell erkennen und allgemeine Schutzmaßnahmen einleiten zu können.

Abbildungen:
oben: Ausschnitt aus DTAM
Mitte, unten: Ausschnitt aus Blue Marble Next Generation mit Eintragungen (STM)

Quellen:

• Tullio Bernabei: Vulkan der Meerestiefe (Dokumentation F 2006)
• Tsunami - Alarm am Mittelmeer (Dokumentation)
• BBC News 2006

Pyroklastischer Strom

Ein pyroklastischer Strom ist eine vom Vulkan abgehende Lawine aus heißer Asche, Gasen, Gesteinsstücken, die mit Geschwindigkeiten von über 100 km/h und Temperaturen von bis über 500°C alles verbrennt und tötet, was ihr in den Weg kommt.

Pyroklastischer Strom am Mayon-Vulkan auf den Philippinen
(Photograph by C. Newhall on 15 September 1984/USGS)

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Vulkanschlot

Der Pico de Teide (rechtsim Hintergrund) entstand im Zentrum der Caldera.
In der Mitte des Bildes ragt die Magmafüllung eines ehemaligen Vulkanschlots in die Luft.
Der Vulkankegel selbst ist durch Verwitterung längst zerstört.
(STM/geolinde.musin.de)

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Tephra - alle was an festem Material ausgestoßen wird

Tephra ist ein Sammelbegriff für alle festen Materialien, Lava, Asche oder Gestein, die ein Vulkan ausstößt.

Dieses unterschieldich feine Material wurde vom Mt. St. Helens 1980 ausgeworfen.
(Photograph by D. Wieprecht/USGS)

Ein feiner Ascheregen 1991 in der Umgebung des Vulkans Pinatubo auf den Philippinen
( Photograph by E. Wolfe on 24 June 1991/USGS)

Auch Lavabomben wie hier im Vordergrund, die ihre Form erhalten, während glutflüssige Lavafetzen durch die Luft geschleudert werden, gehören zur Tephra.
(STM/www.geolinde.musin.de)

Vulkane

Schildvulkan

Mauna Loa, Hawaii

Die Lava wird aus einem Vulkanschlot gefördert und ist sehr dünnflüssig. Es können große Magmamengen gefördert werden, explosive Ausbrüche sind aber unwahrscheinlich.
Dünnflüssige Lava tritt am häufigsten innerhalb von ozeanischen Platten aus. Sie ist aus wenigen verschiedenen Bestandteilen zusammengesetzt. Eingeschlossene gelöste Gase, die beim Druckverlust beim Aufstieg im Vulkanschlot frei werden, können leicht entweichen.

Stratovulkan

Mount St.Helens

Stratovulkane oder Schichtvulkane entstehen aus Schichten von Asche- und Eruptionsmaterial und Lava. Sie besitzen die typische Vulkanform und können durch ihre zähflüssige Magma hochexplosiv ausbrechen. Diesen Vulkantyp gibt es am häufigsten auf der Erde. Er tritt überall dort auf, wo an Subduktionszonen Platten abtauchen und aufschmelzen. Bei diesem Vorgang entsteht sehr komplex zusammengesetzte Magma mit einem hohen Wasseranteil.

Vulkanaufbau - Vulkangefahren

Ins Bild auf die Begriffe klicken für weitere Hintergrundinformationen!
(übersetzt und leicht verändert nach USGS)

Vulkangefahren, Vulkanaufbau: Vulkanschlot, Pyroklastischer Strom, Lahar, Tephra, Hangrutschung, Magmakammer

Plattentektonik - der rote Faden

Zwei Arten von Vulkanen

Schildvulkan

Mauna Loa, Hawaii

Die Lava wird aus einem Vulkanschlot gefördert und ist sehr dünnflüssig. Es können große Magmamengen gefördert werden, explosive Ausbrüche sind aber unwahrscheinlich.
Dünnflüssige Lava tritt am häufigsten innerhalb von ozeanischen Platten aus. Sie ist aus wenigen verschiedenen Bestandteilen zusammengesetzt. Eingeschlossene gelöste Gase, die beim Druckverlust beim Aufstieg im Vulkanschlot frei werden, können leicht entweichen.

Stratovulkan

Mount St.Helens

Stratovulkane oder Schichtvulkane entstehen aus Schichten von Asche- und Eruptionsmaterial und Lava. Sie besitzen die typische Vulkanform und können durch ihre zähflüssige Magma hochexplosiv ausbrechen. Diesen Vulkantyp gibt es am häufigsten auf der Erde. Er tritt überall dort auf, wo an Subduktionszonen Platten abtauchen und aufschmelzen. Bei diesem Vorgang entsteht aus sehr verschiedenen Materialien zusammengesetzte Magma mit einem hohen Wasseranteil.

Plattentektonik Pazifik - der rote Faden

Vulkanismus überall - der Ring of Fire

Fotos: USGS
(USGS, übersetzt von STM)

Um den gesamten Pazifik herum liegt der sogenannte Ring of Fire - der Zirkumpazifische Feuergürtel.

Hinweis: immer den markierten Links folgen, dann verpasst man nichts wichtiges.

Plattentektonik Pazifik - der rote Faden

Campi flegrei - die phlegräischen Felder: Wohnen im Vulkan

Vor ca. 35.000 Jahren entstand hier, nahe Neapel, bei einem Supervulkanausbruch eine Caldera mit 15 Kilometern Durchmesser. Die Ascheteilchen dieser Eruption konnten im Erdboden bei Moskau nachgewiesen werden.Vor 15.000 Jahren fand die nächste, beinahe ebenso große Eruption statt.

Seit der Eruption brachen über 100 kleinere Vulkane in der Caldera aus, der letzte 1538 (Monte Nuovo). Derzeit aktiv sind die berühmten Solfatara, mitten in der Stadt Pozzuoli.

Karte der Campi Flegrei (INGV)

Bis an den Rand stehen die Wohnhäuser, die ganze Gegend ist überwiegend dicht besiedelt.

Solfataren im Bereich der Campi Flegrei belegen eine deutliche Aktivität im Untergrund

Campi Flegrei als "Schrägluftbild" - Satellitenbild mit Radarhöhendaten kombiniert (Bild: INGV)

Aus dem Weltraum kann man die Caldera-Strukturen deutlich erkennen. Die Wände der Calderen und die kleinen Krater im Inneren der Calderen. Die Stadt im Vulkan ist deutlich erkennbar.

Bild: earthobservatory.nasa.gov

Das falschfarbige rechte Bild zeigt die Krater im Stadtgebiet von Pozzuoli, in graubblauer Färbung ist bebautes Gebiet dargestellt, in rot Vegetation. Die Solfatara sind das weiße Gebilde am unteren linken Bildrand (unterhalb des roten Kraters).

Campi Flegrei
(Alle Photos STR/geolinde.musin.de)

Eine kleine Eruption wie die des Monte Nuovo 1538 - nicht der Ausbruch des Supervulkanes - ist hier durch das italienische Nationale Institut für Geophysik und Vulkanismus (INGV) simuliert. Innerhalb von Minuten ist nahezu der gesamte Bereich der Campi Flegrei betroffen - weit über 200.000 Menschen wohnen und leben hier.

Mehr Infos:

• Als Beleg für die Aktivitäten im Untergrund kann der sich ständig bewegnde Untergrund dienen: Die bewegte Erde
• Solfataren können je nach Gasausstoß eher auf vulkanische Aktivität oder auf den Austritt erhitzten Grundwassers hinweisen. ->Solfataren

Text: nach Jung-Hüttl

Die Taupo Caldera Neuseeland

Die wassergefüllte Taupo Caldera aus dem Weltraum (Länge über 30 km). (visibleearth.nasa.gov)

Lake Taupo

Aus: VOLCANIC HAZARDS AT TAUPO VOLCANIC CENTRE By Paul Froggatt
Victoria Link Ltd & Research School of Earth Sciences, Victoria University of Wellington

Der Taupo-Krater ist das letzte Mal vor etwa 1800 Jahren ausgebrochen, insgesamt gab es in den letzten 26.000 Jahren 28 größere Ausbrüche. Taupo ist der südlichste Ausläufer einer ganzen Kette von großen Kraterstrukturen.

Toba!

Sind die Forschungen des Anthropologen Stanley Ambrose korrekt, so hat der Ausbruch des Tobasupervulkans vor ca. 75.000 Jahren fast die gesamte damalige Menschheit bis auf wenige tausend Menschen ausgerottet.
Über mindestens sechs Jahre fielen die globalen Temparturen massiv ab und Pflanzen wuchsen kaum, weil Aschewolken weltweit den Himmel verfinsterten.

Satellitenbild von Sumatra und Umgebung, westlich von Sumatra markiert die dunkelblaue Farbe einen Tiefseegraben(den Sundagraben)
(bluemarble next generation/STM)

Der für einen Supervulkan typisch unregelmäßig geformte Krater der Tobaexplosion ist als See mit großer Zentralinsel gut im Nordteil Sumatras sichtbar. Der See (und damit der Ausbruchskrater) hat eine Länge von beinahe 100 Kilometern!
(bluemarble)

Wembo-Nyama-Struktur - Demokratische Republik Kongo

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Die beinahe kreisförmige offenbar erhobene Struktur (Flusstäler führen auf allen Seiten in den Unia-Fluss) um die der Unia-Fluss hier herum fließt, könnte ein Vulkanüberrest, eine Aufdomung eines nie ausgebrochenen Vulkans oder auch ein Einschlagskrater eines Meteoriten mit etwa 2 Kilometern Durchmesser sein. Die 40 km große Struktur könnte einer der 25 größten bekannten Impaktkrater weltweit sein!

Endgültig wird man dies erst entscheiden können, wenn vor Ort Gesteinsproben gesammelt worden sind.

Quelle: NASA images by Robert Simmon, based on Landsat 7 data. Caption by Holli Riebeek.
Instrument: Landsat 7 - ETM+

MagmakammerVulkane

Vulkane sind - meist auffällige - Erscheinungen an der Erdoberfläche, an denen Lava austritt.

Schildvulkan

Mauna Loa, Hawaii

Die Lava wird bei Schildvulkanen aus einem Vulkanschlot gefördert und ist sehr dünnflüssig. Es können große Magmamengen gefördert werden, explosive Ausbrüche sind aber unwahrscheinlich.
Dünnflüssige Lava tritt am häufigsten innerhalb von ozeanischen Erdplatten aus. Sie ist aus wenigen verschiedenen Bestandteilen zusammengesetzt. Eingeschlossene gelöste Gase, die beim Druckverlust beim Aufstieg im Vulkanschlot frei werden, können leicht entweichen, weil die Lava so flüssig ist.

Stratovulkan

Mount St.Helens

Stratovulkane oder Schichtvulkane entstehen aus Schichten von Asche und weiteren Auswurfmaterialien und Lava. Sie besitzen die typische Vulkanform und können durch ihre zähflüssige Magma hochexplosiv ausbrechen. Diesen Vulkantyp gibt es am häufigsten auf der Erde. Er tritt überall dort auf, wo an Subduktionszonen Erdplatten abtauchen und aufschmelzen. Bei diesem Vorgang entsteht sehr komplex zusammengesetzte Magma mit einem hohen Wasseranteil und damit auch viel Gasbestandteilen (das Wasser ist bei den vorherrschenden Temperaturen natürlich gasförmig).

Vulkanaufbau - Vulkangefahren

(übersetzt und leicht verändert STM nach USGS)

Vulkangefahren, Vulkanaufbau: Vulkanschlot, Pyroklastischer Strom, Lahar, Tephra, Hangrutschung, Magmakammer

Crater Highlands - http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=6316

Kapverden - Vulkan gegen Menschen

Als am 23.11.2014 der kleine Pico de Pequeno, ein Nebenkrater des Hauptvulkans Pico de Fogo, das erste Mal seit 1995 eher überraschend wieder ausbricht, ahnt noch niemand, dass die Zerstörungen in den folgenden Tagen immens sein werden.

Solfataren

Solfatare im Gebiet Hengill in Island (STM/geolinde)

Gausaustritte an der Erdoberfläche, eben Solfataren, können grundsätzlich in zwei Varianten auftreten:

• hydrothermal
• vulkanisch

Hydrothermale Solfataren haben einen hohen Anteil an Wasserdampfemissionen. Es steht nicht so sehr eine direkte vulkanische Aktivität in der Tiefe im Vordergrund, sondern durch die Hitze in der Tiefe erhitztes Grundwasser. Oft sind solche Solfataren eine Nachwirkung von vulkanischer Aktivität und deuten eher auf ein Nachlassen des Vulkanismus hin.

Vulkanisch geprägte Solfataren zeigen einen erhöhten Anteil von Kohlendioxid in den austretenden Gasen. Dies weist auf aufsteigendes Magma oder zumindest auf eine aktive Magmakammer in der Tiefe hin.

Solfataren können ihre Zusammensetzung je nach Situation in der Erdruste verändern. Dies nutzen Vulkanologen für eine Risikoabschätzung.

 
Entwicklung der Solfatarenaktivität in den Campi Flegrei.
Magmatic steht für magmatische Aktivität in der Tiefe. (Quelle: INGV)

Caldera-Vulkan - die Entstehung einer Caldera

Eruption aus einem oder mehreren Vulkanschloten

Die sich leerende Magmakammer stürzt ein, die Oberfläche des Vulkans bricht nach

Eindringendes Grundwasser führt zu Dampfexplosionen,...

Eine Steilwand umschließt die Caldera, sehr häufig bildet sich in der Caldera ein See, oft auch durch aufdringende Magma eine Insel (Lavadom) im See.

Calderen können runde, aber auch unregelmäßige, eher längliche Strukturen ausbilden. Je gewaltiger einer Caldereneruption ist, desto unregelmäßiger ist die darunter liegende Magmakammer und damit auch der Einsturzbereich an der Oberfläche.