Wenn normale Menschen an die gefahren eines Vulkanausbruches denken, dann denken sie meist an schnell fließende Lava, die alles unter sich begräbt. Daran ist sicher auch Hollywood nicht ganz unschuldig. Ich erinnere mich, dass ich einmal mit einer Gruppe Geologen im Film Dantes Peak im Kino war, und wir kollektiv an der (für den Rest der Zuschauer) falschen stelle lauthals losgelacht haben, als nämlich die Protagonisten des Films vor einer dünnflüssigen, wie Wasser fließenden Lava fliehen mussten. Was den übrigen Zuschauern nämlich als höchst normal erschien, ein Vulkanausbruch und entsprechend fließende Lava, erkannten wir schnell als vom geologischen Standpunkt aus gesehen höchst lächerlich. Der betreffende Vulkan hätte nämlich einen sauren Charakter gehabt, also seine Lava wäre reich an Kieselsäure gewesen und dementsprechend zäh wie Rapshonig. Gut, jetzt stellt sich natürlich die Frage, warum man vor Rapshonig hätte fliehen sollen. Das wäre sicher kaum dramatisch. Die Lava kann sogar so zäh werden, dass, wie es 1902 beim Mt. Pelée passierte, als 350 m hohe Nadel aus dem Schlot gepresst wird. » weiter
Unter Vulkanologen geht der Spruch um, dass nur hoffnungslose Optimisten unter ihnen in eine Altersvorsorge einzahlen. Und das nur schlechte Vulkanologen in den Genuss einer Rente kommen. Wenn man sich den Vulkanologen im unteren Video ansieht, kann man das sicher ganz gut nachvollziehen. Denn trotz all unserer Technik ist es immer noch extrem gefährlich, den Feuerbergen ihre letzten Geheimnisse zu entreißen. » weiter
In den Visionen von möglichen Weltuntergängen (und davon werden wir dieses Jahr sicher mehr als genug haben, bei all dem Wirbel, der um den Maya Kalender gemacht wird und noch werden wird), spielen die oft so genannten "Super"-Vulkane eine große Rolle. Diese gewaltigen Vulkane, von denen rund zwei Dutzend auf der Erde bekannt sind, haben nicht nur Hollywood immer wieder gerne beflügelt, sie haben mit ihren Ausbrüchen auch in der Erdvergangenheit so manche reale Krise ausgelöst. Für unsere heutige Zivilisation hätte ein so ein Vulkanausbruch, gegen den der des Mt. St. Helens zwergenhaft wirken würde, mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit verheerende Folgen. Bislang folgte immer die Versicherung der Geologen, dass man hier eine gesteigerte Aktivität rechtzeitig erkennen würde. » weiter
Am 6. November ist der Nyamuragira in der Demokratischen Republik Kongo erneut ausgebrochen. Der Vulkan, der zu den aktivsten Vulkanen Afrikas gehört, ist ein Teil der Virunga Vulkankette und liegt etwa 25 Kilometer nördlich des Kiwusees und der Stadt Goma in der Nähe zur Grenze nach Ruanda. Seine Lava ist aufgrund ihres sehr niedrigen Kieselsäuregehaltes extrem dünnflüssig und kann bei Ausbrüchen rasch sehr große Strecken überwinden. Diese Eigenschaft, die er mit seinen Nachbarn wie beispielsweise dem Nyiragongo teilt, bedeutet für die Anwohner eine stete Gefahr bei den Ausbrüchen.
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Der Unterwasservulkan, der vor seit dem 12. Oktober vor der Kanareninsel El Hierro ausgebrochen ist, bringt das Wasser ziemlich in Wallung. Ein regelrechter kleiner Jacuzzi- scheint sich dort gebildet zu haben. Im Zentrum des Wasserwirbels ist das Wasser mit rund 35 °C rund 10° wärmer als das umgebende Wasser des Atlantiks. Das ist durchaus möglich, wenn man bedenkt, dass basaltisches Magma, wenn es an die Oberfläche tritt, eine Temperatur von geschätzten 1100 bis 1200 °C haben kann. » weiter
Schon seit einigen Monaten hält die Kanareninsel El Hierro ihre Bewohner in Atem. Zuerst waren es seit Mitte Juli so genannte Schwarmbeben, welche das Aufsteigen von Magma anzeigten, Parallel dazu hob sich der Boden und Gase traten aus. Am 12. Oktober war es dann so weit, die erste Eruption in dem Archipel seit knapp 40 Jahren erfolgte. Es hatte sich eine Spalte vor der Südküste der Insel geöffnet und begann Gase und vulkanische Asche zu fördern. Die Erdbebenhäufigkeit nahm ab und an der Südküste wurde treibender schwarzer Bimsstein gesichtet, ein deutlicher Hinweis auf den Ausbruch des Vulkans.
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Karte des aktuellen Kamoamoa-Spaltenausbruches am Kilauea. Zum Vergleich ist die Ausdehnung des Episode 54 Ausbruches von 1997 ebenfalls eingezeichnet. Image: USGS
Die aktuelle Spalteneruption am Kilauea, die letztes Wochenende begann, scheint ein längeres Ereignis zu sein. Meist dauern vergleichbare Spaltenausbrüche, wie beispielsweise die Eruption episode 54 im Januar 1997, nur wenige Stunden. Der Ausbruch von 1997 dauerte nur 60 Stunden, aber der aktuelle, Kamoamoa-Ausbruch genannte, scheint sich auch nach 6 Tagen noch nicht verausgabt zu haben. Es scheint vielmehr, als wenn der Ausbruch an Heftigkeit gegenüber dem Anfang der Woche noch zugelegt hat. Seit heute Morgen geht die Aktivität wieder zurück. Gestern, am 9. März gab es dem Observatorium zufolge noch Lavafontänen mit 30 bis 40 m, in Spitzen sogar bis 50 m Höhe. Das Magma scheint heiß und vor allem reich an gelösten Gasen zu sein, um so hohe Fontänen zu erzeugen. Ein Lavastrom in einem Kanal hat sich jetzt rund 3 Kilometer von der Spalte entfernt.
Es gibt erste Anzeichen, dass sich die Aktivität so langsam wieder beruhigt. Der Ausstoß von Schwefeldioxid ist beispielsweise von über 10000 T/Tag auf unter 4400 t/Tag abgesunken. Die könnte ein Hinweis darauf sein, dass der Zustrom frischen Magmas zur Spalte vermindert ist. Das Problem dabei ist allerdings, dass der Schwefeldioxidausstoß am Kilauea großen Schwankungen unterliegen kann.
Auf den Seiten des Vulkanobersvatoriums sind einige kurze Filme der Ereignisse zu finden. Ich habe einige einmal thematisch ein wenig zusammengestellt.
Das erste Video zeigt eine Zeitrafferaufnahme des Pu'u 'O'o Kraters am 5. März 2011. Das Video startet um 4 Uhr morgens und endet um 23 Uhr. Am beginn scheint am Krater noch alles den normalen Lauf zu nehmen, als plötzlich der Kraterboden extrem absinkt.
Auch am Halema‘uma‘u hat sich der Spiegel des Lava-Sees dramatisch abgesenkt. Das hatte einige Abbrüche an den Kraterwänden zur Folge, wie der folgende Film zeigt. Bemerkenswert sind die knallenden Geräusche, die teilweise durch die Einschläge von Gestein in dien Lava erzeugt werden, aber hauptsächlich aufgrund der thermischen Ausdehnung des Kraterrandgesteins im Kontakt mit der heißen Lave herrühren.
Das letzte Video zeigt einige Abschnitte der aktuellen Spalteneruption. Bemerkenswert finde ich die Aufnahmen der sich erweiternden Spalte. Zuerst kommt Dampf aus dem Riss in der Erde, etwas später dann Lava.
Am 5. März 2011 brach am Kilauea west-südwestlich des Pu'u 'O'o eine Spalte auf, nachdem der Kraterboden des Pu'u 'O'o Kraters um rund 115 m eingebrochen war. Aus der Spalte wurde sporadisch Lava gefördert, teilweise mit Fontänen von bis zu 25 Metern Höhe. Der Nationalpark wurde Aufgrund der vulkanischen Aktivität teilweise geschlossen. Das Vulkanobservatorium Hawaii hat eine Live-Webcam installiert, mit der man die Aktivität an der Spalte beobachten kann. Die Bilder der Webcam werden alle 5 Minuten aktualisiert. Der Pu'u 'O'o Krater ist seit dem Kollaps weitgehend inaktiv, was man mit dieser Webcam gut beobachten kann (Aktiv sah er ungefähr so aus). Der Lavaspiegel vom Lavasee im Halema‘uma‘u ist deutlich abgesunken und von der Webcam dort aus nicht mehr zu beobachten. Allem Anschein nach sinkt der Lavapegel im Kilauea ab, denn sowohl der Pu'u 'O'o als auch der Kilauea schrumpften leicht, während seismische Aktivität (harmonischer Tremor) auf Magmenbewegung im Inneren des Berges hindeutet. Es tut sich also was am Kilauea.
Einige Videos über den Hawaiianischen Vulkanismus, die ich im Netz fand und die ich hier nicht vorenthalten möchte.
Das erste Video stammt vom Pu'u 'O 'o Krater, einem über 600 m hohen Schweißschlackenkegel. Es zeigt, wie die Lava angetrieben von Gasblasen aus der Erde dringt und dabei zerspratzt. Schließlich speist die Lava einen kleineren Lavastrom. Im zweiten Video sieht man, wie die zerspratzende Lava einen kleinen Schweißschlackenkegel aufbaut. Die noch heiße und flüssige bzw. halbflüssige Lava wird aus dem Kegel herausgeschleudert und wird beim Landen mit dem Kegel regelrecht verschweißt.
Das dritte Video zeigt ein kleines Loch im Dach eines Lavatunnels. Oft ist die Lava eines Lavastromes nur an der Oberfläche abgekühlt und fest, während darunter in einem Lavatunnel noch glutflüssige Lava oftmals sehr weite Strecken zurücklegt. Und weil die feste Kruste die Hitze sehr schlecht leitet, verliert die Lava im Tunnel so gut wie nichts von ihrer Fließfähigkeit, so dass sie, wenn sie dann viele Kilometer vom Krater entfernt wieder ans Tageslicht dringt. Das gilt besonders für die Pahoehoe-Lava, die 1100 bis 1200 °C heiß, gasarm und basisch ist. Basisch bedeutet in diesem Fall, dass sie arm an Kieselsäure, also SiO2, ist. Je reicher an SiO2, desto zähfließender ist die Lava. Die gute Fließfähigkeit der basischen Lava kann auf dem vierten Video gut erkennen. Hier ist der Lavastrom aus einem Tunnel wieder an das Tageslicht gekommen. Das fünfte Video zeigt, warum die Pahoehoe-Lava auf deutsch auch als Stricklava bezeichnet wird. Beim Abkühlen schiebt sich die dünne Kruste der Oberfläche zusammen, bis sie an Stricke oder kleine Würste erinnert.
Auf Hawaii erreichen Lavaströme oft nach einigen Kilometern das Meer, wo sie die Insel schließlich vergrößern. Das Meer scheint zu kochen, wenn die heiße Lava auf das Wasser trifft, wie man im sechsten Video sieht. Die Dampfexplosionen, die beim Kontakt der Lava mit dem Meereswasser entstehen, können recht gewaltig sein (siebtes Video). Aber selbst wenn es für den Moment so aussieht, als wenn die Lava die Oberhand behalten sollte, am Ende wird das Meer siegen. Das achte Video zeigt, wie schnell das neu aufgebaute Land wieder vom Meer abgetragen wird. Ein kleiner Vorgeschmack des Schicksals, das auch den großen Inseln von Hawaii einmal blühen wird.
Die meisten Menschen haben eigentlich ein sehr klares Bild von dem, wie ein „anständiger“ Vulkan auszusehen hat. Mehr oder weniger kegelförmig und mit einem Krater an seiner Spitze.
Wenn man genauer hinschaut, dann sieht man, dass die wenigsten Vulkane so einfach aufgebaut sind. Die „Krater“ an ihrer Spitze sind relativ groß. Und nicht nur dass, sie sind auch erheblich komplexer aufgebaut, als man das von einem einfachen Krater erwartet. In den großen, kesselförmigen „Kratern“ finden sich oftmals kleinere Abbilder des großen Vulkans. Und viele Vulkane sehen überhaupt ganz anders aus, als man sich landläufig so einen Vulkan vorstellt. Sie besitzen nichtmal einen anständigen Kegel?
Diese großen Kraterkessel nennt man „Caldera“, nach dem spanischen Wort für Kessel.
Und sie können ziemlich groß werden. Die Caldera des Yellowstone Vulkans (der oft als „Supervulkan“ in diversen Endzeitfilmen und –Geschichten eine Rolle spielt), ist rund 80 Kilometer lang und 55 Kilometer breit. Das ist auch für eine Riesencaldera durchaus ein guter Wert. Und auch auf fernen Planeten begegnen sie uns wieder, die Calderen. So wird beispielsweise der höchste Vulkan unseres Sonnensystems, der Olympus Mons auf dem Mars, ebenfalls von einer komplexen Caldera an seiner Spitze geziert.
Aber wie entstehen so große Kraterlöcher? Zugegeben, ihre Entstehung hat noch niemand beobachtet, und das wäre wohl auch nicht sehr erstrebenswert. Aber wenn man die irdischen Calderen untersucht, so findet man sehr viele Spuren ihrer Entstehung, so dass man sich ein relativ einfaches Modell dazu basteln kann, so wie in diesem Video des USGS. Dazu wird die Erdoberfläche einer vulkanisch aktiven Gegend durch Mehl simuliert, in das man einen Luftballon vergraben hat. Dieser Ballon stellt eine Magmenkammer dar. Dringt nun Magma in diese Magmenkammer ein, sie schwillt sie an und die Erdoberfläche darüber hebt sich. Diese Vorgänge sind schon beobachtet worden und werden routinemäßig bei aktiven Vulkanen beispielsweise gemessen. Die Hebung der Landoberfläche kann einen guten Aufschluss darüber geben, ob und wann der Vulkan ausbrechen wird. Das eindringende Magma hebt die Landoberfläche, und die wird dabei sehr stark beansprucht. Störungen treten auf, welche das Gestein über dem Magma schwächen.
Irgendwann wird das Gestein über der Magmenkammer dem Druck in der Kammer nicht mehr stand halten, und das Gas, welches im Magma gelöst ist (so wie das Kohlendioxid in einer Champagnerflasche, die zu stark geschüttelt wurde, und deren Korken herausfliegt), wird aus dem Magma ausperlen. Dabei wird Gas und flüssiges Gestein, das jetzt zwar noch genau so aussieht wie wenige Sekunden vorher, aber jetzt Lava genannt wird, durch die Störungen gedrückt und in die Luft geschleudert. (Also, ich möchte ab sofort nirgendwo mehr von den „Magmafontänen“ des Vulkans soundso hören!). Irgendwann ist natürlich alles Gas ausgeperlt, die Lava in die Luft geschleudert worden und unsere Magmenkammer (wie die Champagnerflasche) leer. Das wird in unserem Film dadurch simuliert, dass die Luft aus dem Ballon herausgelassen wird. Jetzt entsteht de Caldera. Die vorher hoch gedrückten Gesteinsmassen fallen in die nahezu leere Magmenkammer zurück und hinterlassen einen riesigen Kessel, die Caldera.
Falschfarbene Aufnahme der Toba-Caldera auf Sumatra, mit 100 Kilomeretn länge und 30 Kilometern Breite eine der größten Riesencalderen der Erde. Credit: NASA.
Die Caldera von Santorin, Griechenland. Credit: NASA.
Caldera des Mars-Vulkans Olympus Mons. Credit: NASA.
Und im Vergleich dazu:
Caldera (9,5 km Durchmesser und 600 m Tiefe) des Vulkans Mount Aniakchak in Alaska mit darin gebildetem kleineren Vulkankegel. Credit: M. Williams, National Park Service.
