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Vulkanismus - Referat
Inhaltsverzeichnis:
Definition
Entstehung
Vulkantypen
Lavavulkan
Lockerevulkane
Gemischte Vulkane
Gasvulkane
Vulkanotektonische Horste
Submarine Vulkane
Vorkommen von Vulkanen- Vulkane auf der Erde
Vulkanismus an den Plattenrändern vs. Intralplattenvulkanismus
Vulkanische Begleiterscheinungen
Fumarolen
Thermalquellen und Geysire
Leben am Vulkan
Hauptgefahren
Prognose und Vorhersage
Methoden zur Vorhersage
Vorteile eines Vulkans
Quellenangaben
1. Definition: Was ist Vulkanismus?
Unter Vulkanismus versteht man die geologischen Vorgänge, die mit dem Austritt fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe aus dem Erdinneren an die Erdoberfläche in Zusammenhang stehen. Unter diese Definition fallen jedoch nur warme bis heiße Stoffe, da nicht jede Quelle mit dem Begriff Vulkanismus umschrieben werden kann.
Die Förderung dieser Stoffe geht von schmelzflüssigen Magmaansammlungen, den sogenannten Vulkanherden aus, die in einer Tiefe von 2 bis 50 km gelegen sein können. Durch Abkühlung, Druckentlastung und anderen Vorgänge kommt es hier zur Entbindung der unter hohem Druck im Magma (Gesteinsschmelze, die bei der Berührung mit Luft als "Lava" bezeichnet wird) gelösten Gase. Die Gase dringen dann zur Oberfläche vor und können dabei Magma mitreißen
2. Entstehung von Vulkanen:
Durch Erkenntnisse der Plattentektonik ist die Bedeutung vulkanischer Ereignisse am Aufbau der festen Erdkruste klargeworden. Der westliche Teil der Erdkruste ist besonders von basaltischen Gesteinen gebildet. Die äußerste Erdschicht wird "Lithosphäre" genannt sie besteht aus sogenannten tektonischen Platten, diese Platten schwimmen auf einer heißen, elastischen Gesteinsschicht (Astenosphäre). Wenn diese platten sich nun bewegen kann es passieren, dass Magma durch die sogenannten tektonischen Plattenverschiebungen in höhere Schichten des Erdmantels gelangt. An den stellen wo Erdplatten in der Größe von Kontinenten auseinanderdriften kommt neues Erdmaterial in der Form von Magma an die Oberfläche.
3. Vulkantypen
Es gibt zwei Arten von Vulkanen, die effusiven und die explosiven Vulkane. Explosive Vulkane entstehen durch eine starke Explosion. Die Magma die dabei ausgestoßene wird lagert sich zum Teil als steiler Wall um den Schlot, zum Teil als Lavastrom in einiger Entfernung ab. Von den explosiven Vulkanen wird ein sogenannter Gürtel gebildet ("Feuerring") und zwar rings um den Pazifik teils auf dem Festland (besonders Amerika), teils auf den inselbögen.
Effusive Vulkane sind sogenannte Schichtvulkane, deren Magma langsam an die Oberfläche gedrückt und langsam verteilt wird. Weitere Aufschichtungen sorgen dafür das langsam eine flacher Kegel entsteht. Diese Vulkan Art tritt auf den mittelozeanischen Rücken und den zentralen ozeanischen Inseln (Hawaii, Island, ) sowie im Inneren der Kontinente auf.
Es gibt sechs Haupttypen von Vulkanen, die sich im Aufbau unterscheiden und explosiv oder effusiv sein können: die Lavavulkane, Lockerevulakne, Gemischtevulkane, Gasvulkane, Vulkanotktonische Horste und die Submariner Vulkane.
3.1 Lavavulkane
Die Lavavulkane bestehen überwiegend aus Lava, welche sich in verschiedenen Schichten, die meist zwischen 5-15 m dick sind, abgelagert hat. Zu den Lavavulkanen gehören die Schildvulkane welche durch ihre weit auslaufende Lava besonders flach angelegt sind. Spalten- und Flankenausbrüche tragen zu ihrer Entstehung bei. Nur in der unmittelbaren Nähe des Vulkanspaltes erreicht die Lavaschicht eine Höhe von wenigen hundert Metern. Der Name Schildvulkan kommt daher das wenn aus einem Lavasee an der Spitze eines Berges die flüssige Lava fließt sie sich wie ein “Schild“ über mehrere Quadratkilometer die Landoberfläche bedeckt. Daher kommt auch der Name Schildvulkan. Diese Bauform ist besonders gut auf Hawaii mit seinem berühmten Vulkan, dem Mauna Loa, ausgeprägt. Auch das indische Hochland von Dekkan wird aus riesigen Lavadecken aufgebaut.
3.2 Lockervulkane
Lockervulkane oder auch Schlacken- und Aschenkegel sind Vulkane die aus pyroklastischen Material bestehen und deshalb zusammengefasst auch Pyroklastische Kegel genannt werden sie werfen nur erkaltetes festes Gestein, und keine Lava aus. Es bildet sich ein Ringwall. Sie werden meist nur 10-100 Meter hoch und haben fast immer eine konische Form mit einer stumpfen Spitze und einer steile Flanken.
3.3 Gemischte Vulkane
Gemischte Vulkane bestehen aus einer Wechselfolge von Lavaergüssen und Lockermaterial. Sie werden auch Schicht- oder Stratovulkane genannt weil diese Vulkanberge aus mehreren sich abwechselnden Schichten von Lava und Vulkanasche aufgebaut werden, diese schichten umschließen den in der Mitte liegenden Krater.
Diese Bauform ist auch die am häufigsten vorkommenden Bauform handelt es sich um Vulkane, die meist einen kegelförmigen Aufbau haben und bis zu 3000 m erreichen können. Auf deren Gipfelkegel befindet sich ein zentraler Ausbruchsschlot. Wenn dieser Gipfelkrater explodiert stürzt er in sich zusammen, so bildet sich eine oft mehrere Kilometer Durchmesser betragende "Kraterwanne", die nach dem spanischen Wort für "Kessel" als Caldera bezeichnet wird. In der Vertiefung auf dem Boden können neue Vulkane entstehen (wie beim Vesuv).
Die bekanntesten Schichtvulkane sind der Vesuv in Italien, der Fudschijama in Japan und der Kilimandscharo in Tansania.
3.4 Gasvulkane
Gasvulkane sind die Folge von reinen Gasausbrüchen. Dazu zählt man die Maare, die z.B. in der Eifel (Deutschland) vorkommen und optisch als ein kreisrunder See erscheinen, der meistens mit einem bewaldeten ringförmigen Wall vorwiegend nichtvulkanischer Gesteinstrümmer umgeben ist. Bei diesen Seen handelt es sich aber nicht um einen See im herkömmlichen Sinn. Der vordere Teil der Eifel der als “Vulkaneifel“ bezeichnet wird lässt darauf schließen dass die Landschaft von Vulkanismus geprägt wurde sein muss. Diese Seen füllen Tatsächlich die Krater von ehemaligen Vulkanen aus, die nach explosiven Gasausbrüchen entstanden sind und deren Ringwall von ausgeworfenem Material gebildet wird. Das Grundwasser ist seitlich eingedrungen und hat den Vulkantrichter so ausgefüllt. Die bekanntesten Maare sind das Pulvermaar, das Gemündener Maar und der Laacher See.
3.5 Vulkanotektonische Horste
Vulkanotektonische Horste entstehen durch hochgepresste Magma die Deckenscholle aufwölbt. Magma tritt nicht an die Erdoberfläche. Vulkanen kommen meist an Schwächezonen der Erdkruste vor das Vorkommen von Vulkanen an die Schwächezonen der Erdkruste gebunden sind, oft sind dies Gebiete geologischer Unruhe, wie etwa Plattenränder.
3.6 Submarine Vulkane
Submarine Vulkane sind kleine Spalte in der Erdoberfläche welche sich unter der Meeresoberfläche befinden durch sie treten rund 75% des jährlich Magmas aus an die Erdoberfläche. Die Submarinen Vulkanen sind die Vulkane die auf der Erde am häufigsten vorkommen. Doch sie sind auch die Vulkane die am wenigstens erforscht sind da sie mehrere Tausende Meter und der Meeresoberfläche liegen können. Besonders viele Spaltenvulkane findet man am Mittelatlantischen Rücken die dort liegenden Spalten Vulkane neigen eher zu effusiven Eruptionen. Obwohl sich diese Vulkane tief unter der Meeresoberfläche befinden kann es vorkommen das bei einem Ausbruch wegen der Gas- und Aschenemissionen benachbarte bewohnte Gebiete gefährdet sind.
4. Vorkommen von Vulkanen - Vulkane der Erde
Auf der Karte ist die geographische Verbreitung der Vulkane auf der Erde dargestellt.
(Bild mit der Verbreitung der Vulkane auf der Erde)
Auf der Karte ist deutlich zu sehen, dass es Gebiete mit besonders starken Vulkanismus gibt. Um den Pazifischen Ozean zieht sich ein “Feuerring“ welcher die größte Vulkangruppe bildet. Etwa 60% der sich auf der Erde befindende Vulkane befindet sich im Bereich der ostasiatischen Inselbögen, über die Aleuten und Süd-Alaska entlang der Westküste Nord- und Mittelamerikas bis zu den chilenischen Anden. Deshalb wird dieser Gürtel aktiver Vulkane auch der Zirkumpazifische Feuergürtel genannt. Von den indonesischen Inseln folgt ein weitere Vulkanbogen und dieser bogen reicht bis nach Neuseeland.
Außerhalb des pazifischen Bereichs liegen nur 25% der Vulkane diese Vulkane bilden einen Gürtel der sich von den Kanarischen Inseln über Italien, die Osttürkei, bis in den Bereich des Himalaya-Gebirges erstreckt und dieser gürtel soßt dann bei der Insel Sumatra auf den indonesischen Inselbogen. Eine Vulkanreihe zweigt sich jedoch von diesem Eurasischen Gürtel nach Afrika ab in Richtung Süden entlang des Roten Meeres bis in das Ostafrikanische Seenhochland bis um den Victoria See. Inmitten der Weltmeere so wie auf Hawaii und Island liegen weitere Vulkane.
Effusive Tätigkeiten fallen überwiegend im Bereich der Weltmeere auf. Im Atlantischen Ozean erstreckt sich ein Vulkanband von Island im Norden über die Azoren bis auf die südliche Halbkugel. Nur in Afrika finden wir Effusivtätige Vulkane. Explosive Ausbruchsformen wie die gemischten Ausbrüche sind auf Randbereiche der Kontinente konzentriert und auf die dort angrenzenden Inselketten. Es gibt in Europa zwei Gebiete mit aktiven Vulkanen. Im Mittelmeerraum gibt es explosiven Vulkanismus, auf Island herrscht die effusive Tätigkeit.
5.Vulkanismus an den Plattenrändern vs. Intraplattenvulkanismus:
Der Großteil der aktiven Vulkane befindet sich an Subduktionszonen (Subduktion: das Abtauchen ozeanischer Krusten in den oberen Mantel als Folge von Plattenkollisionen an konvergierenden Plattenrändern).
Die aktiven Vulkanketten werden auch “Feuerring“ genannt das sie rings um den Pazifik stehen. Im Bereich des “pazifischen Feuerrings“ liegen rund 65 % der in den letzten 10.000 Jahren aktiven Vulkane. Dieser Gürtel zieht sich von Chile über Mittelamerika, bis an den Westrand von Nordamerika und Japan bis Neuseeland.
Die Andesite, welche die für die Subduktionszonen charakteristische Form des Vulkangesteins darstellen, sind die komplexeste Magmengruppe mit der sich die Wissenschaft zum heutigen Zeitpunkt befasst. Es gibt verschiedene Arten von Ausgangsgestein und verschiedene Mechanismen zu Magmenenstehung. Auf diese Art wird der meiste Teil des Wassers der abtauchenden ozeanischen Lithosphäre wieder abgegeben und löst beim Austieg die Magmenentsehung aus, die für die Bildung der Vulkane des zirkumpazifischen Feuerrings verantwortlich ist. In den Subdaktionszonen vollzieht sich somit ein gewaltiger geologischer Kreislauf. Die abtauchende Erdkruste enhält so viel Wasser, dass die komplette Wassermenge in ca. 500 Mio. Jahren wieder ins Erdinnere zurückgeführt wird. Dieser Kreislauf schließt sich mit der Erosion der Vulkane die somit wiederholt mit der subduzierten Kruste ungefähr 700 km in den Erdmantel abtauchen, um wieder als neues Material ausgegeben zu werden.
Intraplattenvulkane sind alle kontinentalen und ozeanischen Vulkane, die nicht an Plattenrändern entstanden sind. An diesen die Menge des aufsteigenden Magmas geringer, sie sind außerdem leichter zugänglich und deshalb besonders gut erforscht.
Vulkane an Subduktionszonen sind verglichen mit anderen von höherer Explosivität, da das von ihnen stammende Magma wasserreicher ist und leichter zur Bildung von Gaskammern einlädt. Bei den Intraplattenvulkanen müssen auch exogene punkte berücksichtigt werden (Wasserspeicher in nahen Sedimentschichten in der Umgebung des aufsteigenden Magmas). Dadurch sind viele der Explosionen nur einfache Wasserdampferuptionen.
6. Vulkanische Begleiterscheinungen
6.1 Fumarolen
Öffnungen, aus denen vulkanische Gase an die Oberfläche dringen werden Fumarolen genannt. Diese Fumarolen befinden sich im Vulkankrater, an den äußeren Hängen des Kraters, oder im direkten Umfeld eines Vulkankegels.
Zwischen ca. 1.000°C und bis unter 100°C variieren die Temperaturen von fumarolischen Gasen Fumarolen mit besonders hohen Temperaturen enthalten relativ große Anteile an Salzsäure, Flußsäure und freien Hydrogenen wohin gegen Fumarolen mit niedrigeren Temperaturen (< 650°C) einen größeren Anteil an Schwefelgas enthalten. Bei beinahe allen Fumarolen, besteht das Gas größtenteils aus überhitztem Wasser, also Dampf.
Anhand von Fumarolen könnte man möglicherweise einen Vulkanausbruch vorhersagen denn wenn sich die Gaszusammensetzung verändert oder wenn die Aktivität oder die Temperatur der Fumarolen zunimmt könnte der Grund dafür ein Bevorstehender Ausbruch sein.
6.2 Thermalquellen und Geysire
Thermalquellen oder auch Heiße Quellen treten häufig zusammen mit Fumarolen auf, allerdings sind nicht alle heißen Quellen vulkanischen Ursprungs.
Ursprünglich kommt das Wort Geysir aus Island und bedeutet "wild strömend“. Geysire sind Grundwasserphänomene, sie erwärmen ihr Wasser auf die gleiche Art wie heiße Quellen. Geysire kommen Häufig in direkter Nachbarschaft zu Vulkanen oder jungen vulkanischen Gesteinen vor.
Im Hochland von Island, auf der Nordinsel von Neuseeland, in Indonesien, Chile und im Yellowstone National Park liegen die bedeutendsten Geysirbecken, wo es alleine 200 Geysire gibt. Die genaue Anzahl der Geysire kann man nicht fest machen da sie ständig schwankt, weil immer einige inaktiv werden und andere, neue, hinzukommen. Einige Geysire können 100 m hohe Wasserfontäne in die Luft katapultieren.
Der größte Geysir, der jemals beobachtet wurde, war der sich in Neuseeland befindende Waimangu. In seiner aktiven Phase die von 1899-1904 ging schleuderte er große Fontänen aus Dampf, schlammigem Wasser und Gesteinsfragmenten in eine Höhe von bis zu 450 m.
Geysire schwanken bei ihren Ruheperioden zwischen einigen Minuten oder gar einigen Monaten es gibt jedoch auch Geysire die regelmäßig ausbrechen andere wiederum in völlig unregelmäßigen Zeitabständen.
(Bild Querschnitt durch einen Geysir)
7. Leben am Vulkan: Risiken und Vorteile
Mehr als 250.000 Menschen sind bei Vulkaneruptionen in den letzten 400 Jahren ums Leben gekommen. Durch die zunehmende Bevölkerungsdichte auf der Erde steigen auch die Gefahren durch Vulkaneruptionen, weshalb nachhaltige Schritte zur Untersuchung und Überwachung bedrohlicher Vulkane eingeleitet worden sind. Die für Menschen und die Natur gefährlichsten folgen einer Eruptionen sind Aschenfälle, ausströmende Gase, Druckwellen, Schlammströme und Lavaströme. In Vulkanen in denen Eruptionsperioden durch jahrhundertelange Ruhepausen voneinander getrennt worden waren treten die Größte und gefährlichsten Eruptionen aus. Die Gefahren die von diesen Vulkanen ausgehen werden bei der Besiedlung ihrer Umgebung daher meist übersehen. In der Nähe von Neapel beim Vulkan Vesuv, dem wohl berühmtesten Vulkan, leben Millionen von Menschen rings um den Vulkan in einer hochgefährdeten Zone, in der in den letzten Jahren erhöhte Erdbebentätigkeit und Anschwellen des Bodens eine Eruption ankündigen
7.1 Hauptgefahren
Hauptgefahren sind extrem heiße Gase und Partikel sie können als Dichteströme die Hänge eines Vulkans mit einer Geschwindigkeit von Zehn bis Hundert Metern pro Sekunde hinab rasen, und so in wenigen Minuten Hunderte Quadratkilometer überdecken und so ganze Städte überfluten. Aufgrund ihrer enormen Geschwindigkeit und ihres plötzlichen Auftretens sind diese Ströme besonders gefährlich.
7.2 Prognose und Vorhersage
Eins der wichtigsten Ziele in der Vulkanologie ist die Vorhersage von Eruptionen weshalb Vulkanologen auch schon auch schon sehr lange Methoden entwickeln um die Eruptionen vorherzusagen. Besonders wichtig ist das in dicht besiedelten Gebieten damit diese rechtzeitig evakuiert werden können. Doch es ist ebenso hilfreich für den Vulkanologen zu wissen wann eine Eruption bevorsteht um Messungen durchführen zu können, deren Ergebnisse wiederum der Entwicklung von Vorhersagemethoden zugutekommen. Da ein Vulkanausbruch das Resultat von vielen Faktoren ist kann man nur für Vulkane die dementsprechend gut erforscht sind zutreffende vorhersagen treffen.
7.3 Methoden von Vorhersagen
Durch geologische Untersuchungen und der vorgischte des Vulkans können potentielle Gefahren eines aktiven Vulkans gut abgeschätzt werden. Anhand von diesen Daten kann man die Art, Größe und Wahrscheinlichkeit eines Vulkanausbruches vorhersagen allerdings nicht den genauen Zeitpunkt der zukünftigen Eruption. Der Zeitpunkt der Eruption kann nur durch ständige Überwachung abgeschätzt werden.
Die Vorhersage von Vulkaneruptionen hat sich in den vergangenen 25 Jahren enorm entwickelt. Die zur Zeit genauesten verfügbaren Methoden zur Vorhersage einer Eruption sind die Analyse von Erdbeben und Aufbeulungen der Erdkruste über einer Magmakammer und die Messung der Temperatur und Gasemissionen eines Vulkans.
7.4 Vorteile eines Vulkans
Durch die Asche die von Vulkanen ausgestoßen wurde oder noch wird ist der Boden in der Umgebung eines Vulkans angereichert mit Nährstoffen weshalb man dort besonders gut Ackerbau betreiben kann. In Kraftwerken wird das durch das Magma erhitzte Sickerwasser, das teilweise als Geysir an die Oberfläche dringt, zur Herstellung von Storm und Heizkraft genutzt und der bei Vulkanausbrüchen durch die Gase entstehenden Schwefel wird in der Industrie verwendet. Viele vulkanische Gesteine (z.B. Basalt, Bimstein) werden von den Menschen verwendet, und die Thermalquellen und schwefelhaltigen Dämpfe haben eine heilende Wirkung für Menschen mit Rheuma, Atembeschwerden und Hautkrankheiten.
8 Quellenangabe:
ARD- planet wissen Naturgewalten: Vulkane und Vulkanismus
https://www.planet-wissen.de/natur/naturgewalten/vulkane/index.html
Wikipedia- Vulkan https://de.wikipedia.org/wiki/Vulkan
Wikipedia- Vulkanismus https://de.wikipedia.org/wiki/Vulkanismus
Scinexx.de- Vulkanismus Definitionen und Begriffe
http://www.scinexx.de/dossier-detail-23-4.html
Die Erde- Wie Funktionieren Vulkane
https://www.planet-schule.de/mm/die-erde/Barrierefrei/pages/Was_passiert_bei_einem_Vulkanausbruch.html
Vulkane.net- Wie ein Vulkanausbruch funktioniert
http://www.vulkane.net/lernwelten/schueler/aktiv11.html
Klexikon- Vulkan https://klexikon.zum.de/wiki/Vulkan
WAS IST WAS- Vulkanismus und Vulkanologie
https://www.wasistwas.de/details-natur-tiere/vulkanismus-und-vulkanologie-7054.html
Dokumentation: Wilder Planet vom zdf aus dem Jahr 2006
Film: In den Tiefen des Infernos von Netflix aus dem Jahr 2016
Film: Naturgewalten Vulkane und Erdbeben von der BBC aus dem Jahr 2011
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