Dynamik der Geosphäre: Geologische Prozesse und Vulkanismus

Dynamik der Geosphäre: Externe geologische Prozesse

Diese Prozesse finden an der Oberfläche der Lithosphäre statt. Externe Faktoren wie atmosphärische Gase, Wasser, Eis und Wind treiben geologische Prozesse voran. Dazu gehören die Verwitterung (physikalische oder chemische Veränderung der Felsen) sowie die Erosion. Die aus der Verwitterung resultierenden Materialien werden aus strukturschwachen Gebieten abtransportiert. Dieser Prozess umfasst den Transport sowie die Sedimentation und schließt mit der Umwandlung in Sedimentgestein ab.

Interne geologische Prozesse

Interne Prozesse erfolgen durch Erdwärme. Zur Abwärme aus dem Inneren des Planeten kommt die Energie aus radioaktiven Zerfallsprozessen hinzu. Strahlungsenergie ist hauptsächlich für die Umsetzung interner geologischer Prozesse verantwortlich. Die ozeanische Lithosphäre wird an den Mittelozeanischen Rücken (Dorsalen) aus Magma gebildet und in Subduktionszonen zerstört. Sedimente sammeln sich hier an und können zwei Wege einschlagen: aufsteigend oder absteigend.

Aufsteigende und absteigende Sedimente

• Aufsteigend: Durch die Auseinandersetzung zwischen konvergierenden Platten wird Sedimentgestein gebildet.
• Absteigend: Sedimente werden entlang der Subduktion der ozeanischen Lithosphäre in den Graben (Fossa) gezogen. Dies führt zu erhöhtem Druck und einer Senkung des Schmelzpunkts, wodurch strukturelle Veränderungen auftreten – dies ist der Ursprung metamorpher Gesteine.

Wenn die Temperaturen weiter steigen, schmelzen Steine und bilden Magma. Je nach Abkühlung entstehen zwei Arten von Gesteinen: Plutonite (langsame Abkühlung) und Vulkanite (schnelle Abkühlung).

Georisiken und vulkanisches Risiko

Georisiken umfassen alle Bedingungen der geologischen Umwelt, die induziert oder gemischt wirtschaftliche oder soziale Schäden verursachen. Die Faktoren für geologische Risiken sind: Gefahr, Anfälligkeit (Vulnerabilität) und Exposition.

Vulkanisches Risiko und Aufbau von Vulkanen

Vulkane sind Frakturen, aus denen Magma austritt. Die Verteilung von Vulkanen orientiert sich an den Grenzen zwischen Platten sowie an Hot-Spots.

Teile eines Vulkans:

• Krater (Öffnung, durch die die Lava austritt)
• Vulkankegel (Hügel durch Anhäufung von Materialien)
• Magmakammer (Ort, an dem Magma gespeichert wird)
• Schlot (Kamin)
• Lavastrom
• Eruptionssäule

Vulkanische Risikofaktoren

Exposition: Vulkanische Gebiete sind oft dicht besiedelt, da Vulkane fruchtbaren Boden und Wärme bieten. Anfälligkeit: Messung der Werte der Schadensanfälligkeit. Gefahr: Ein Risikofaktor, der von der Größe des Ereignisses selbst abhängt. Die Gefahr variiert je nach Art der Eruption, der geografischen Verteilung des betroffenen Gebiets und der Frequenz der Wiederholung.

Spezifische vulkanische Gefahren

Gase: Je nach Entweichbarkeit der Gase sind Ausbrüche mehr oder weniger gefährlich. Lavaströme: Die Gefahr der Lava hängt von der Viskosität ab. Viskose (saure) Lava ist gefährlicher. Pahoehoe-Lava weist extreme Fließfähigkeit auf. Vulkane emittieren Lavaströme mit basischem oder flüssigem Charakter; saure Ränder sind in der Regel destruktiver und zähflüssiger.

Pyroklastika und Explosionen

Pyroklastische Niederschläge: Fragmente in der Luft wie Asche, Lapilli und Bomben. Explosionen: Viskose Laven sind explosiv (man unterscheidet effusive und explosive Vulkane). Wenn Wasser in die Magmakammer eintritt, kommt es zu phreatomagmatischen Eruptionen.

Glutwolken, Dome und Calderen

Bildung einer Glutwolke (pyroklastischer Strom): Tritt auf, wenn eine Eruptionssäule kollabiert und den Abhang wie ein Feuersturm hinunterrollt. Vulkanischer Dom: Wenn die Viskosität der Lava extrem hoch ist, bildet sich ein Pfropfen im Krater. Eine scharfe Explosion des Doms kann den Krater erweitern und pyroklastische Ströme verursachen. Caldera-Bildung: Die Magmakammer wird leer und instabil, sodass das Dach einstürzt und sich der Krater massiv erweitert.

Indirekte Gefahren

Dazu gehören Lahare (Schlammlawinen), Tsunamis und Erdrutsche. Es ist wichtig zu wissen, dass jeder Vulkan seinen Eruptionsstil jederzeit ändern kann. Aufgrund ihres Aufbaus in Schichten werden diese Vulkane Stratovulkane genannt.

Vorhersage und Prävention vulkanischer Gefahren

Methoden der Vorhersage: Man muss die vollständige Geschichte jedes Vulkans kennen, sowohl die Häufigkeit der Ausbrüche als auch deren Intensität.

Methoden der Prävention und Korrektur: Umleitung von Lavaströmen, Senkung des Wasserspiegels in Kraterseen, Installation von Alarmanlagen und Baubeschränkungen in besonders gefährdeten Gebieten.