Vulkane, Erdbeben und Gesteinsarten

Vulkane

Ein Vulkan ist eine Öffnung oder ein Riss in der Erdoberfläche, durch die geschmolzenes Gestein (Magma), Asche und Gase an die Oberfläche gelangen. Man spricht von einem Ausbruch.

Eine Druckerhöhung in der Magmakammer dehnt deren Wände und verursacht Risse. Austretendes Gas reißt das restliche Magma mit sich, ähnlich wie beim Schütteln einer kohlensäurehaltigen Getränkeflasche vor dem Öffnen.

Vulkanische Produkte

• Gase: Sind oft die ersten Produkte, die an die Oberfläche gelangen.
• Lava: Ist das geschmolzene Gestein an der Erdoberfläche.
• Pyroklasten: Sind feste Materialien, die in die Luft geschleudert werden.
  • Asche: Die kleinsten Partikel.
  • Lapilli: Mittelgroße Pyroklasten (2 mm bis 64 mm).
  • Bomben/Blöcke: Pyroklasten größer als 64 mm.

Vulkanisches Relief und Strukturen

Teile eines Vulkans

• Krater: Trichterförmige Vertiefung am Gipfel, aus der Material austritt.
• Vulkankegel: Entsteht durch die Anhäufung von ausgeworfenem vulkanischem Material.
• Schlot: Kanal, der die Magmakammer mit dem Krater verbindet.
• Magmakammer: Reservoir in der Erdkruste, in dem sich Magma sammelt.

Vulkanstrukturen

• Pyroklastischer Kegel (Aschekegel): Meist geringe Größe mit steilen Hängen, aufgebaut aus Pyroklasten.
• Schildvulkan: Breiter Kegel mit flachen Hängen, aufgebaut aus dünnflüssiger Lava.
• Schichtvulkan (Stratovulkan): Kegelförmig, aufgebaut aus Wechselschichten von Pyroklasten und zähflüssigerer Lava.
• Lavadom: Rundliche Struktur, die durch das Austreten sehr zähflüssiger Lava entsteht.

Arten vulkanischer Aktivität

Wovon hängt die Art der vulkanischen Aktivität ab?

Sie hängt hauptsächlich von der Gaszusammensetzung und den Eigenschaften der Lava ab (Viskosität, chemische Zusammensetzung, Temperatur, Feststoffgehalt).

Effusive Aktivität

Der Kilauea auf Hawaii kann als Modell für effusive Aktivität dienen, charakterisiert durch:

• Basaltische Lava (dünnflüssig)
• Gase können leicht entweichen
• Wenig Bildung von Pyroklasten

Explosive Aktivität

Ein Modell für explosive Aktivität ist charakterisiert durch:

• Viskose (zähflüssige) Lava
• Gase sammeln sich an und können nicht leicht entweichen, was zu hohem Druck führt
• Reichliche Bildung von Pyroklasten

Erdbeben und Tsunamis

Erdbeben

Ein Erdbeben ist eine Erschütterung der Erde, die durch eine plötzliche Freisetzung von Energie verursacht wird. Diese tritt auf, wenn große Gesteinsmassen entlang einer Verwerfung plötzlich brechen oder sich verschieben.

Der Punkt im Erdinneren, an dem ein Erdbeben entsteht, wird Hypozentrum genannt. Der Punkt an der Erdoberfläche direkt über dem Hypozentrum heißt Epizentrum. Die Dauer liegt typischerweise zwischen 20 und 60 Sekunden.

Tsunamis

Ein Tsunami (japanisch für Hafenwelle) bezeichnet eine Serie von Meereswellen mit großer Wellenlänge, die durch die plötzliche Verdrängung großer Wassermassen, meist am Meeresboden, entstehen. Die meisten Tsunamis werden durch starke Erdbeben ausgelöst, deren Epizentrum unter dem Meer liegt.

Gesteinsarten

Gesteine werden nach ihrer Entstehung in drei Hauptgruppen eingeteilt.

Sedimentgesteine

Sedimentgesteine entstehen aus jedem Gestein, das Prozesse der Verwitterung, Erosion, Transport und Sedimentation (Ablagerung) durchlaufen hat. Sie entstehen durch die Wirkung externer geologischer Kräfte an oder nahe der Erdoberfläche.

Klastische Sedimentgesteine

Entstehen aus Gesteinsfragmenten (Klasten).

• Konglomerate/Brekzien: Aus großen, gerundeten (Konglomerat) oder eckigen (Brekzie) Fragmenten (> 2 mm).
• Sandstein: Gebildet aus Fragmenten mittlerer Größe (Sandkörner, 0,063 mm bis 2 mm).
• Tonstein/Schluffstein: Aus sehr feinen Partikeln (Ton < 0,002 mm, Schluff 0,002 - 0,063 mm).

Chemische und biogene Sedimentgesteine

Entstehen durch chemische Ausfällung oder biologische Aktivität.

• Gipsstein: Gestein, das hauptsächlich aus Gips (Calciumsulfat) besteht, oft durch Verdunstung entstanden.
• Steinsalz (Halit): Entsteht durch Ausfällung von Natriumchlorid (Kochsalz) aus wässriger Lösung (Verdunstung).
• Kalkstein: Entsteht durch Ausfällung von Calciumcarbonat oder durch Ansammlung von Schalen und Skeletten von Organismen.

Metamorphe Gesteine

Metamorphe Gesteine entstehen aus jeder Gesteinsart (Sediment-, Magmatit- oder älteres Metamorphit), die durch erhöhten Druck und/oder Temperatur im festen Zustand umgewandelt wird. Sie sind das Ergebnis interner geologischer Prozesse.

• Marmor: Hat eine kristalline (granoblastische) Textur. Entsteht durch Metamorphose von Kalkstein.
• Quarzit: Hat eine kristalline (granoblastische) Textur. Entsteht durch Metamorphose von Sandstein.

Magmatische Gesteine

Magmatische Gesteine (Magmatite) entstehen durch die Erstarrung von geschmolzenem Gestein (Magma). Sie sind das Ergebnis interner geologischer Prozesse und können an der Oberfläche (Vulkanite) oder in der Tiefe (Plutonite) erstarren.

Vulkanite (Extrusivgesteine)

Entstehen durch schnelle Abkühlung von Lava an der Erdoberfläche.

• Bimsstein: Helles, sehr poröses Gestein mit blasiger (vakuolärer) Textur durch Gasblasen.
• Obsidian: Hartes, schwarzes Gesteinsglas mit glasiger Textur, entsteht bei sehr schneller Abkühlung.

Plutonite (Intrusivgesteine)

Entstehen durch langsame Abkühlung von Magma in der Erdkruste.

• Syenit: Helles, grobkörniges Gestein, hauptsächlich aus Feldspat (oft rosa Alkalifeldspat) bestehend, wenig Quarz.
• Gabbro: Dunkles, grobkörniges Gestein, hauptsächlich aus Plagioklas-Feldspat und Pyroxen bestehend.