Grundlagen der Geothermik und Vulkanologie

1 .- Was verstehen wir unter geothermischen Gradienten?

Der geothermische Gradient ist der Temperaturanstieg mit der Tiefe.

2 .- Was ist der Ursprung der Energie im Inneren der Erde?

Es wird angenommen, dass neben der Primärenergie (die bei der Entstehung durch Kollisionen mit anderen Planeten, Asteroiden, Kometen usw. zugeführt wurde) der Großteil der inneren Wärme durch den Zerfall radioaktiver Elemente erzeugt wird, die im Erdinneren vorhanden sind. Die thermische Energie manifestiert sich in Vulkanismus, Geysiren, Erdbeben usw.

3 .- Was sind Konvektionsströme? Wie entstehen sie?

Konvektionsströme sind Auf- und Abwärtsbewegungen von Materialien im Erdkern und -mantel. Sie entstehen durch Temperaturunterschiede zwischen tiefen und flachen Bereichen der Erde. Wenn Material in einem heißen Bereich erwärmt wird, dehnt es sich aus und seine Dichte verringert sich, wodurch es aufsteigt. Beim Abkühlen steigt die Dichte wieder an und das Material sinkt.

4 .- Was ist ein Vulkan?

Ein Vulkan ist eine Stelle an der Erdoberfläche, an der glühende Materialien aus dem Erdinneren freigesetzt werden.

5 .- Zeichnen Sie ein Bild von einem Vulkan. Geben Sie die Elemente an, die den Vulkan bilden.

Bitte zeichnen Sie ein Vulkanbild und beschriften Sie die Elemente, die einen Vulkan ausmachen (siehe Frage 6 für Begriffe und Definitionen).

6 .- Definieren Sie die folgenden Begriffe

Krater, Haus, Kamin, magmatisch, Vulkankegel, Kegel, Sub-, Magma, Wasch (?) — die nachfolgenden Definitionen erläutern die gebräuchlichen Begriffe rund um Vulkane:

• Krater: Öffnungen oder Mulden auf den Gipfeln von Vulkanen, durch die Eruptionen in der Regel stattfinden.
• Magmakammer: Eine große Ansammlung geschmolzenen Gesteins unter der Erdoberfläche, die bei einer Eruption freigesetzt werden kann.
• Kamin: Ein Rohr oder Gang, das die Magmakammer mit der Oberfläche verbindet.
• Vulkankegel: Ein Kegel, der durch die Anhäufung vulkanischer Ablagerungen um den Krater herum gebildet wird.
• Sekundärkegel (sekundärer Konus): Ein Neben- oder Ausbruchskegel, der sich durch Materialansammlungen an einem späteren oder seitlichen Austrittsort bildet.
• Magma: Eine Mischung aus geschmolzenem Gestein (hauptsächlich Silikate) und gelösten Gasen.
• Lava: Magma, das beim Aufstieg durch die Erdkruste an die Oberfläche gelangt und dabei den Großteil seiner Gase verloren hat.

7 .- Wie entsteht ein Vulkanausbruch?

Ein Vulkanausbruch wird durch die Ansammlung von Gasen und glühendem Material (Lava, also geschmolzenes Gestein) im Erdinneren verursacht. Wenn dieses Material einen Weg zur Oberfläche findet, wird die Eruption ausgelöst. Dies kann bei einem aktiven Vulkan geschehen oder bei einem zuvor inaktiven Vulkan, wenn sich wieder genügend Bewegung und Druck aufbauen.

8 .- Beschreiben Sie die Produkte eines ausbrechenden Vulkans

Vulkane werfen Materialien in drei Aggregatzuständen aus: gasförmig, flüssig und fest.

• Flüssigkeiten: Am bekanntesten ist die Lava.
• Gase: Kohlendioxid, Wasserdampf und zudem giftige Gase (z. B. Schwefeldioxid).
• Feststoffe (Pyroklasten): Dazu gehören verschiedene Partikelarten, die wie folgt unterschieden werden können:
  • a) Asche: sehr klein, mit einem Durchmesser bis zu etwa 2 mm.
  • b) Lapilli: Größe zwischen etwa 2 und 64 mm.
  • c) Vulkanische Bomben (vulkanische Pumpen): Teile mit einem Durchmesser größer als 64 mm.

9 .- Wovon hängt die Gewalt eines Ausbruchs ab?

Die Heftigkeit eines Ausbruchs hängt von mehreren Faktoren ab:

• Magma-Gasgehalt: Je mehr Gase im Magma enthalten sind, desto explosiver kann die Eruption sein.
• Viskosität der Lava: Viskosität ist der Widerstand gegen Fließen. Sehr zähflüssiges Magma erschwert das Entweichen von Gasen und fördert explosive Eruptionen; sehr dünnflüssiges Magma fließt leichter und neigt zu weniger explosiven Ausbrüchen.

Die Viskosität hängt von folgenden Faktoren ab:

• a) Zusammensetzung: Unterschiedliche chemische Zusammensetzungen (z. B. Silikatgehalt) führen zu unterschiedlicher Viskosität.
• b) Temperatur: Je höher die Temperatur der Lava, desto flüssiger ist sie (niedrigere Viskosität).
• c) Feststoffanteil: Das Vorhandensein von Feststoffen erhöht die Viskosität.

10 .- Erklären Sie die verschiedenen Arten vulkanischer Aktivität

Effusive Aktivität

• Die Lava ist sehr flüssig; die Temperatur kann bis zu etwa 1200 °C erreichen.
• Gase werden freigesetzt, und dadurch sind Explosionen selten und von geringer Intensität.
• Es entstehen nur wenige Pyroklasten wegen der Geringfügigkeit von Explosionen und weil die Lava sehr flüssig ist.
• Eine Art dieser Tätigkeit wird als hawaiianisch bezeichnet.