Вулканизъм. Форми, разпространение и икономическо значение.

RWTH Aachen 18.03.2015
Geographisches Institut
Grundseminar Physische Geographie
Seminarleitung: Miriam Paffen
Sommersemester 2015
Hausarbeit
Vulkanismus:
Formen, Verbreitung und wirtschaftliche Bedeutung
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Nikola Bobchev
Nikola Bobchev
nikola.bobchev@rwth-aachen.de
Matrikel-Nr. 349947
2. Semester
Studienfach: B. Sc. Angewandte Geographie

Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung.....................................................................................................................................2
2. Grundlage des Vulkanismus........................................................................................................3
2.1 Gesteinskreislauf................................................................................................................3
2.2 Plattentektonik...................................................................................................................4
2.3 Der Hotspot Begriff............................................................................................................6
3.Vulkanformen...............................................................................................................................6
3.1 Effusive Vulkane...................................................................................................................7
3.1.1 Schildvulkan...............................................................................................................7
3.2 Explosive Vulkane................................................................................................................8
3.2.1 Stratovulkan................................................................................................................8
3.2.2 Aschenvulkan.............................................................................................................9
3.2.3 Maar............................................................................................................................9
3.2.4 Caldera......................................................................................................................10
4. Vulkane und die Wirkung auf die Menschheit...........................................................................11
4.1 Vulkangefahren................................................................................................................11
4.2 Vulkanismus als Lebensgrundlage...................................................................................11
5 Zusammenfassung......................................................................................................................12
Literaturverzeichnis.......................................................................................................................13
Versicherung

1. Einleitung
Die Vulkane sind der Menschheit schon seit die Urzeit bekannt. Die Menschen leben von und mit
Vulkanen und deswegen haben sie ihre Spuren auf die menschliche Geschichte hinterlassen. Im
Laufe der Zeit wurden die mythischen Berge mit verschiedenen Epitheta gekennzeichnet. Am
häufigsten galten sie als Heime für die Götter einer Kultur. Das Wort “Vulcanus” kommt vom dem
römischen Gott des Feuers und der Schmiede. In der Geographie werden die Vulkane als Gebirge
definiert, die das Relief einer Erdoberfläche durch die Förderung von Gesteinschmelzen aus dem
Erdinneren erhöhen (Ahnert 2009:275). Für viele Wissenschaftler ist das ein Beweis, dass unserer
Planet lebendig ist und dient als ein Fenster in großen Erdtiefen, die nicht direkt zugänglich sind
(Schminke 2013:7)
In dieser Hausarbeit werden die Grundlage der Vulkanismus erklärt. Nach Press und Siever
(2008:302) umfasst der Prozess Vulkanismus die Wechselwirkung des Materials zwischen
Lithosphäre und Asthenosphäre, sowie den Materialfluss von Gasen in die Atmosphäre, bzw
Hydrosphäre. Unter Grundlagen wird genauer mit Gesteinskreislauf beschäftigt. Laut Press und
Siever (1995:86) entsteht ca 80% der Erdoberfläche, Meeresboden und Festland aus
geschmolzenem Gestein. Dazu spielt auch die Theorie der Plattentektonik eine wichtige Rolle. Es
wird ein Überblick auf konvergierende und divergierende Plattengrenzen gegeben, wo die neue
Erdoberfläche entsteht. Es wird der Intraplattenvulkanismus oder die Lage der sogenannten
Hotspots gezeigt und durch die Plattenbewegung und Hotspots erscheint die Verteilung der Vulkane
auf der Erde. Die Entstehung und Struktur der verschiedenen Vulkanformen werden von
bestimmten Faktoren verursacht. Die Vulkane und ihre Form werden nach Eruptionart gegliedert,
die von Magma, Gasgehalt und Viskosität abhängig ist. Schließlich werden die positive und
negative Auswirkungen von den Vulkanen auf Flora und Fauna. In diesem Punkt wird auch die
wirtschaftliche Bedeutung, den Zerstörungskraft und Beitrag der Vulkanen.
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2. Grundlage des Vulkanismus
2.1 Gesteinskreislauf
Der Gesteinskreislauf ist ein Prozess, der von den endogenen und exogenen Kräften verursacht
wird. Nach Strahler (2009:470) führen die endogene Prozesse zum frischen Material, das aus dem
Erdinneren kommt, auf der Erdoberfläche, während das Material auf der Erdoberfläche durch die
exogene Prozesse verformt wird. Der Zyklus hat keinen bestimmten Anfangspunkt, aber man kann
das Schmelzen des Gesteins als Anfang der Reihenfolge nennen. Press und Siever (2008:98)
zufolge, findet das Schmelzen bei den Gesteinen nicht in gleicher Temperatur statt, sodass einige
Partikel festbleiben, während der andere Anteil des Gesteins sich im geschmolzenem Zustand
befindet, der als partielle Schmelze bezeichnet wird. Die andere Faktoren, die die Temperatur des
Schmelzpunkts beeinflussen, sind den Druck und den Wassergehalt. Nach Press und Siever
(2008:98) wird mit der Zunahme des Drucks eine höhere Schmelztemperatur gefordert. Das ist ein
Grund, warum die Gesteine im größten Teil der Kruste und des Mantels fest sind. Ein Begriff, der
zur Beziehung zwischen Druck und Temperatur zugeordnet werden kann, ist das
Dekompressionsschmelzen. “Dekompressinsschmelzen ist Teilaufschmelzung infolge von
Druckentlastung eines adiabatisch aus großer Tiefe aufsteigenden Körpers. Dies ist der wichtigste
Mechanismus, durch den Schmelzen, vor allem unter den ozeanischen Spreizungszentren, erzeugt
werden” (Spektrum.de 2015:Abs.1). Der andere Faktor, der eine wichtige Rolle beim Schmelzen
der Gesteine spielt, ist der Wassergehalt. Laut Schminke (2013:26) sinkt dar Schmelzpunkt, bei dem
ein Gestein schmilzt, mit Zunahme des Wassergehalts.
Geschmolzenes Gestein wird als Magma bezeichnet. “Magma entsteht durch Aufschmelzen von
Material des Mantels oder der Kruste” (Bahlburg/Breitkreuz 2012:281). Da das Magma einen
Gehalt zwischen 40 und 75% Siliciumdioxid hat, wird sie laut Schminke (2013:21) als eine
silikatische Gesteinsschmelze charakterisiert. Der Prozentanteil von Siliciumdioxid ist in der
Schmelze von dem überwiegenden Gehalt eines Gesteins abhängig. Nach Press und Siever
(2008:100) besteht einen Temperaturunterschied in verschiedenen Gebieten mit gleicher Tiefe. Das
Phänomen lässt sich mit der tektonischen Stabilität eines Gebiets erklären. Wenn eine Region
tektonisch stabil ist, erreicht sie eine niedrige Temperatur im Vergleich zu einer Region in gleicher
Tiefe, die tektonisch schwach ist.
Bei der Änderung eines Faktors, der eine Wirkung auf die Gesteinsschmelze hat, oder bei den
Plattenbewegungen erhebt das Magma sein Volumen und steigt auf. Man kann den Magmaaufstieg
in zwei Arten unterteilen, nämlich rasch oder langsam. “Das in der Asthenosphäre gebildete
Magma, welches leichter als das Grundgestein ist, steigt in Spalten in Form von Magmablasen auf
und sammelt sich in einer Tiefe von etwa 25-30 km. Magmakammern” (Mineralienatlas.de
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2015:Abs.4). Nach Press und Siever (2008:99) sind Magmakammern mit Magma gefüllten
Hohlformen, in denen von aufsteigenden Magmatropfen das umgebende Gesteinsmaterial gedrängt
wird. Wenn der Druck in der Magmakammer größer als die Festigkeit des darüberliegenden
Gesteins ist, steigt das Magma wieder nach oben und beim Erreichen der Erdoberfläche wird es
Lava benannt.
Durch die Magmaeruption wird die Erdoberfläche verändert, indem eine Form der
Gebirgsbildung entsteht, den Vulkan. “Ein Vulkan ist eine konische oder kuppelförmige initiale
Oberflächenform, die durch Austritt von Lava und darin enthaltenen Gasen über einen engen Schlot
auf die Erdoberfläche entsteht” (Strahler/Strahler 2009:471) Auf der Erdoberfläche spielen die
exogene Prozesse eine weitere Rolle für den Gesteinskreislauf. Die Vulkane sind aber auch selber in
der Lage das neu gebildete Gesteinsmaterl abzutragen und zu transportieren. Durch eine rasch
explosive Eruption kann das Material in die Luft geschossen werden. Nach Ahnert (2009:275) wird
dieses lockerstoffige Material, das aus Asche, Lapilli, Bomben und Blöcke besteht, Tephra genannt.
Tephra kann weit weg transportiert werden. Ein Beispiel ist die Eruption des Laacher-See-Vulkans
in der Eifel vor 12 900 Jahren. Die südwestlichen und nördlichen Winden transportierten die Tephra
bis nach Schweden und Italien, wo sie als dünne Schicht zu erkennen ist. (Ahnert 2009:277)
“Feinkörniges, verfestigtes Lockermaterial wird als vulkanischer Tuff bezeichnet. Die aus der
größeren Fragmenten entstandenen Gesteinen werden vulkanische Brekzien genannt” (Press/Siever
2008:307). Andere wichtige Rolle für die Abtragung und den Transport des Vulkanmaterials spielen
die Lahars. Laut Schminke (2013:196) entsteht das Phänomen Lahar beim Treffen von
pyroklastischen Strömen und Wasser. Die größte Lahars entstehen, wenn ein Vulkan unter Schnee
oder Gletscher eruptiert. Ahnert (2009:283) zufolge ist Lahar eine murenartige Mischung, die aus
Tephrapartikel und Wasser besteht und mit hoher Geschwindigkeit fließt, die oft Werte von 10-20
m/s erreicht. Auf der Erdoberfläche schließen die Prozesse Verwitterung, Erosion, Transport und
Ablagerung den Gesteinskreislauf ab, bis der nächste Vulkan ausbricht und neues Material aus dem
Erdinnere die Oberfläche gelangt.
2.2 Plattentektonik
Wenn man die Verteilung der Vulkane auf der Erde beobachtet, entdeckt man, dass es für ihre
Lage ein Grund besteht. Dieses Phänomen lässt sich mit der Theorie der Plattentektonik erklären.
Plattentektonik ist eine Grundlage, die der Eruption der Vulkanen und ihre Verteilung auf der Erde
erklärt. “Der Begriff Plattentektonik bezeichnet den gesamten Mechanismus und den
erdgeschichtlichen Ablauf der Krustenbewegungen” (Ahnert 2009:31). Die Platten unterscheiden
sich nach ihren Größen. Es gibt acht große Platten und mehrere Kleinplatten, die Mikroplatten
genannt werden. Nach Press und Siever (2008:27) bewegt sich jede Platte als selbständige Einheit
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mit verschiedener Geschwindigkeit auf der Asthenosphäre, die auch in Bewegung ist. Der
Plattendrift kann eine Erklärung über die Verteilung der Vulkanen auf der Erde geben. Nach Ahnert
(2009:282) sind im Pazifischen Ozean, wo die Bewegung der pazifischen Rücken mehr als 30cm.
pro Jahr beträgt, die meisten aktiven Vulkanen zu finden. Dadurch, dass die Platten in Bewegung
sind, gibt es drei Haupttypen von Plattengrenzen zu unterscheiden, nämlich divergierende
Plattengrenzen, konvergierende Plattengrenzen und Transformationsstörungen.
(Abb.1 Plattenbewegung, Simkin et. al. 2006, bearbeitet)
Nach Press und Siever (2008:27) sind die divergierende Plattengrenzen Grenzen, an denen sich
Platten trennen und voneinander wegbewegen. Schminke (2013:18) zufolge wird bei den
divergierenden Plattenrändern die höchste Menge an Magma auf der Erde produziert. Der Prozess,
in dem die Magmen aus konvergierenden Plattengrenzen fließen, nennt man Ozeanbodenspreizung
oder mit bekanntem englischen Begriff Seafloor-Spreading. Das ist eine Form von Spalteneruption,
in der das aufsteigende Magma die Platten langsam auseinanderdruckt. Sie ist am