Magma und Vulkanismus: Bildung, Typen und Gefahren

Magma-Bildung und Entstehungsbedingungen

Magma-Bildung: Erhöhte Temperatur in Bereichen wie Subduktionszonen führt zum Schmelzen von Gestein. Hoher Druck und tektonische Prozesse setzen Gesteinsmassen hohen Temperaturen und Heißpressungs-Bedingungen aus. Die Präsenz von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zwischen Silikaten senkt den Schmelzpunkt und fördert die Magmenbildung.

Magma-Typen nach chemischer Zusammensetzung

Zusammensetzung nach Chemie:

• Felsisch / Sauer: > 65 % SiO₂ (hoher Kieselsäureanteil).
• Intermediär: ca. 50–65 % SiO₂ (Zwischenprodukt).
• Mafisch / Basisch: ca. 45–50 % SiO₂ (basischer).
• Ultrabasisch: < 45 % SiO₂.

Nach ihrer Herkunft

• Primär: Magmen, die weitgehend die Zusammensetzung des Ausgangsgesteins widerspiegeln (Beispiele: Granit, Basalt).
• Sekundär: Mischungen von zwei oder mehr Magmen; magmatische Differentiation und Assimilation verändern Zusammensetzung und Eigenschaften.

Differentiation: Wenn Magma langsam abkühlt, kristallisieren verschiedene Minerale aus und ändern die Zusammensetzung der restlichen Schmelze. Assimilation: Aufgenommene Wirtsgesteine reagieren mit dem Magma und verändern dessen chemische Zusammensetzung.

Plutonische Strukturen

In abgekühlten magmatischen Körpern entstehen verschiedene intrusiv-geologische Strukturen:

• Deiche (Dikes): Vertikale oder steil stehende Gänge, in denen Magma in Brüche eindringt und erstarrt.
• Lakkolit (Laccolith): Aufgewölbte, kuppelförmige Intrusion, die Deckschichten anhebt.
• Lopolith (Lopolith): Schalenförmige, eingesenkte Intrusionen.
• Batholith: Sehr große, langgestreckte magmatische Körper, oft tonnen- bis kilometerweit.

Vulkanische Produkte

Lava: Magma, das an die Erdoberfläche gelangt und oberflächlich erstarrt.

Gase: Magmatische Gase (z. B. H₂O, CO₂, SO₂) entweichen aus der Schmelze und können bei hohen Konzentrationen gefährlich für Mensch und Umwelt sein.

Piroklasten und Korngrößen

Piroklasten: Fragmente von eruptivem Material, die in die Luft geschleudert werden und dort erstarren.

• Asche: < 2 mm
• Lapilli: 2–64 mm
• Vulkanbomben: > 64 mm; oft geschmolzen ausgeworfen und in charakteristischer Form erstarrt.

Ein besonders gefährliches Phänomen sind glühende Aschewolken bzw. pyroklastische Ströme, die bei sehr hohen Temperaturen mit hoher Geschwindigkeit abfließen können.

Typen von Eruptionen

Die Art einer Vulkaneruption steht in engem Zusammenhang mit der Viskosität des Magmas und dem Gasgehalt. Höhere Viskosität erschwert das Entweichen von Gasen und begünstigt explosionsartige Ereignisse. Die Stärke von Eruptionen wird häufig mit dem Vulkanexplosivitätsindex (VEI) beschrieben.

Hawaiianischer Typ

Niedrige Viskosität, fließende Lava, breite und flache Schildvulkane. Geringe Explosivität (niedriger VEI). Stranggießungen und extensive Lavaströme sind typisch.

Strombolianischer Typ

Flüssige bis mäßig zähflüssige Lava; häufige, moderate Explosionen fördern fragmentiertes Material. Vulkane mit breiter Basis, die wiederholt Schlacken und Lava Schichten aufbauen.

Vulkanischer Typ (Vulkanian)

Dickere, zähflüssigere Lavaströme, schnelle Erstarrung an der Oberfläche, hohe Gasakkumulation unter der Kruste, eruptive Säulen, Schlacken und oft Kegelbauten.

Peleanischer und ultrapeleanischer Typ

Peleanisch: Sehr destruktive Eruptionen mit pyroklastischen Strömen (glühende Wolken), die hohe Geschwindigkeiten erreichen können (bis zu ~100 km/h oder mehr in ausgewählten Fällen).

Ultrapeleana / Plinianisch sehr intensiv: Sehr zähflüssige Magmen, enorme Auswurfmengen, extrem heftige Eruptionen mit großen Asche- und Bimsmassen.

Weitere vulkanische Erscheinungen und Risiken

Zu den mit Vulkanismus verbundenen Erscheinungen und Risiken gehören:

• Heiße Quellen
• Fumarolen (Dampf- und Gasquellen)
• Submarine Fumarolen und hydrothermale Quellen
• Geysire
• Schlammvulkane
• Emissionen von gasförmigen Schadstoffen, die gesundheitsschädlich sein können

Vulkanische Lage

Vulkane treten häufig in Riftzonen (Dehnungszonen zwischen tektonischen Platten, in denen Magma aufsteigen kann) und in Subduktionszonen auf.