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Ein Vulkan ist ein Bruch in der Kruste eines Planetenmassenobjekts wie der Erde , durch den heiße Lava , Vulkanasche und Gase aus einer Magmakammer unter der Oberfläche entweichen können.

Auf der Erde Vulkan werden am häufigsten gefunden , wo Erdplatten sind divergierende oder konvergierende und die meisten werden gefunden unter Wasser. Beispielsweise weist ein mittelozeanischer Kamm wie der mittelatlantische Kamm Vulkane auf, die durch divergierende tektonische Platten verursacht werden, während der pazifische Feuerring Vulkane aufweist, die durch konvergente tektonische Platten verursacht werden. Vulkane können sich auch dort bilden, wo sich die Platten der Kruste dehnen und ausdünnen, beispielsweise im ostafrikanischen Riss und im Vulkanfeld Wells Grey-Clearwater sowie im Rio Grande Rift in Nordamerika. Es wurde postuliert, dass Vulkanismus außerhalb der Plattengrenzen durch Aufschwellen entstehtDiapire von der Kern-Mantel-Grenze , 3.000 Kilometer tief in der Erde. Dies führt zu einem Hotspot-Vulkanismus , wofür der hawaiianische Hotspot ein Beispiel ist. Vulkane entstehen normalerweise nicht dort, wo zwei tektonische Platten aneinander vorbeigleiten.

Sabancaya Vulkan ausbrechen, Peru im Jahr 2017
Cordillera de Apaneca Vulkanbereich in El Salvador . Das Land beherbergt 170 Vulkane, von denen 23 aktiv sind, darunter zwei Calderas , von denen einer ein Supervulkan ist . El Salvador hat den Beinamen La Tierra de Soberbios Volcanes (Das Land der prächtigen Vulkane) erhalten.
Cleveland Volcano auf den Aleuten von Alaska, fotografiert von der Internationalen Raumstation , Mai 2006

Große Eruptionen können die atmosphärische Temperatur beeinflussen, da Asche und Schwefelsäuretröpfchen die Sonne verdecken und die Troposphäre der Erde abkühlen . In der Vergangenheit folgten auf große Vulkanausbrüche vulkanische Winter , die katastrophale Hungersnöte verursachten.

Ein Ausbruch des Mount Pinatubo am 12. Juni 1991 drei Tage vor seinem klimatischen Ausbruch
Lavabrunnen, der von einem Vulkankegel in Hawaii, 1983 ausbricht
Luftaufnahme der unfruchtbaren Insel, Andamanen , Indien , während eines Ausbruchs im Jahr 1995. Es ist der einzige aktive Vulkan in Südasien.
Satellitenbild von Mount Shasta in Kalifornien, Januar 2014

Etymologie

Das Wort Vulkan leitet sich vom Namen Vulcano ab , einer Vulkaninsel auf den Äolischen Inseln Italiens, deren Name wiederum von Vulcan , dem Gott des Feuers in der römischen Mythologie, stammt . [1] Das Studium von Vulkanen wird als Vulkanologie bezeichnet , manchmal auch als Vulkanologie . [2]

Plattentektonik

Karte mit den divergierenden Plattengrenzen (ozeanische Ausbreitungskämme) und den jüngsten Vulkanen unter der Luft (meist an konvergenten Grenzen)

Nach der Theorie der Plattentektonik ist die Lithosphäre der Erde , ihre starre Außenhülle, in 16 größere Platten und mehrere kleinere Platten unterteilt. Diese befinden sich aufgrund der Konvektion im darunter liegenden duktilen Mantel in Zeitlupe , und die meisten vulkanischen Aktivitäten auf der Erde finden entlang der Plattengrenzen statt, wo die Platten konvergieren (und die Lithosphäre zerstört wird) oder divergieren (und eine neue Lithosphäre entsteht). [3]

Abweichende Plattengrenzen

An den mittelozeanischen Kämmen weichen zwei tektonische Platten voneinander ab, während heißes Mantelgestein unter der verdünnten ozeanischen Kruste nach oben kriecht . Der Druckabfall im aufsteigenden Mantelgestein führt zu einer adiabatischen Ausdehnung und zum teilweisen Schmelzen des Gesteins, was zu Vulkanismus und zur Bildung einer neuen ozeanischen Kruste führt. Die meisten divergierenden Plattengrenzen befinden sich am Boden der Ozeane, und so ist die meiste vulkanische Aktivität auf der Erde ein U-Boot, das einen neuen Meeresboden bildet . Schwarze Raucher (auch als Tiefseequellen bekannt) zeugen von dieser Art vulkanischer Aktivität. Wo sich der mittelozeanische Kamm über dem Meeresspiegel befindet, bilden sich vulkanische Inseln, wie zIsland . [4]

Konvergente Plattengrenzen

Subduktionszonen sind Orte, an denen zwei Platten, normalerweise eine ozeanische Platte und eine kontinentale Platte, kollidieren. Die ozeanische Platte subduziert (taucht unter die Kontinentalplatte) und bildet einen tiefen Ozeangraben direkt vor der Küste. Bei einem als Flussmittelschmelzen bezeichneten Prozess senkt Wasser, das von der Subduktionsplatte freigesetzt wird, die Schmelztemperatur des darüber liegenden Mantelkeils und erzeugt so Magma . Dieses Magma neigt aufgrund seines hohen Kieselsäuregehalts dazu, extrem viskos zu sein , so dass es oft nicht an die Oberfläche gelangt, sondern in der Tiefe abkühlt und sich verfestigt . Wenn es jedoch die Oberfläche erreicht, bildet sich ein Vulkan. So werden Subduktionszonen von Vulkanketten begrenzt, die als Vulkanbögen bezeichnet werden. Typische Beispiele sind die Vulkane im pazifischen Feuerring wie die Cascade Volcanoes oder der japanische Archipel oder der Sunda Arc of Indonesia . [5]

Hotspots

Hotspots sind vulkanische Gebiete, von denen angenommen wird, dass sie von Mantelwolken gebildet werden , von denen angenommen wird, dass sie Säulen aus heißem Material sind, die sich von der Kern-Mantel-Grenze erheben. Wie bei mittelozeanischen Graten erfährt das aufsteigende Mantelgestein ein Dekompressionsschmelzen, das große Mengen Magma erzeugt. Da sich tektonische Platten über Mantelfahnen bewegen, wird jeder Vulkan inaktiv, wenn er von der Wolke abdriftet, und es entstehen neue Vulkane, bei denen die Platte über die Wolke vorrückt. Es wird angenommen, dass die Hawaii-Inseln ebenso wie die Snake River Plain auf diese Weise entstanden sind , wobei die Yellowstone Caldera der Teil der nordamerikanischen Platte ist, die sich derzeit über dem Yellowstone-Hotspot befindet . [6]Die Hypothese der Mantelwolke wurde jedoch in Frage gestellt. [7]

Kontinentalriss

Ein anhaltendes Aufschwellen von heißem Mantelgestein kann sich im Inneren eines Kontinents entwickeln und zu Rissen führen. Frühe Stadien der Rissbildung sind durch Flutbasalte gekennzeichnet und können bis zu einem Punkt fortschreiten, an dem eine tektonische Platte vollständig gespalten ist. [8] [9] Zwischen den beiden Hälften der geteilten Platte entsteht dann eine divergierende Plattengrenze. Durch Rissbildung wird die kontinentale Lithosphäre jedoch häufig nicht vollständig gespalten (z. B. in einem Aulakogen ), und fehlgeschlagene Risse sind durch Vulkane gekennzeichnet, die ungewöhnliche Alkalilava oder Karbonatite ausbrechen . Beispiele sind die Vulkane des ostafrikanischen Risses . [10]

Vulkanische Merkmale

Die Lakagigar- Fissurenentlüftung in Island , die Quelle des großen Weltklimawandels von 1783 bis 1784 , weist entlang ihrer Länge eine Kette von Vulkankegeln auf.
Skjaldbreiður , ein Schildvulkan, dessen Name "breiter Schild" bedeutet

Die häufigste Wahrnehmung eines Vulkans ist ein konischer Berg, der auf seinem Gipfel Lava und giftige Gase aus einem Krater ausstößt. Dies beschreibt jedoch nur einen der vielen Vulkantypen. Die Merkmale von Vulkanen sind viel komplizierter und ihre Struktur und ihr Verhalten hängen von einer Reihe von Faktoren ab. Einige Vulkane haben schroffe Gipfel, die eher aus Lavakuppeln als aus einem Gipfelkrater bestehen, während andere Landschaftsmerkmale wie massive Hochebenen aufweisen . Entlüftungsöffnungen, die vulkanisches Material (einschließlich Lava und Asche ) und Gase (hauptsächlich Dampf und magmatische Gase ) abgeben, können sich überall auf der Welt entwickelnLandform und kann zu kleineren Zapfen wie Puʻu ʻŌʻō an einer Flanke von Hawaiis Kīlauea führen . Andere Arten von Vulkanen umfassen Kryovulkane (oder Eisvulkane), insbesondere auf einigen Monden von Jupiter , Saturn und Neptun ; und Schlammvulkane , die Formationen sind, die oft nicht mit bekannter magmatischer Aktivität verbunden sind. Aktive Schlammvulkane neigen dazu, Temperaturen zu haben, die viel niedriger sind als die von magmatischen Vulkanen, außer wenn der Schlammvulkan tatsächlich eine Entlüftung eines magmatischen Vulkans ist.

Fissurenentlüftungen

Vulkanische Fissuren sind flache, lineare Brüche, durch die Lava austritt.

Schildvulkane

Schildvulkane, die nach ihren breiten, schildartigen Profilen benannt sind, entstehen durch den Ausbruch von niedrigviskoser Lava, die über eine große Entfernung von einem Abzug fließen kann. Sie explodieren im Allgemeinen nicht katastrophal, sondern zeichnen sich durch relativ sanfte Ergussausbrüche aus . Da niedrigviskoses Magma in der Regel nur wenig Kieselsäure enthält, sind Schildvulkane in ozeanischen als in kontinentalen Umgebungen häufiger anzutreffen. Die hawaiianische Vulkankette besteht aus einer Reihe von Schildkegeln, die auch in Island verbreitet sind.

Lavakuppeln

Lavakuppeln entstehen durch langsame Eruptionen hochviskoser Lava. Sie bilden sich manchmal im Krater eines früheren Vulkanausbruchs, wie im Fall des Mount St. Helens , können sich aber auch unabhängig bilden, wie im Fall des Lassen Peak . Wie Stratovulkane können sie heftige, explosive Eruptionen hervorrufen, aber die Lava fließt im Allgemeinen nicht weit von der Ursprungsöffnung entfernt.

Kryptodome

Kryptodome werden gebildet, wenn viskose Lava nach oben gedrückt wird, wodurch sich die Oberfläche ausbaucht. Der Ausbruch des Mount St. Helens im Jahr 1980 war ein Beispiel; Lava unter der Oberfläche des Berges erzeugte eine nach oben gerichtete Ausbuchtung, die später an der Nordseite des Berges zusammenbrach.

Schlackenkegel

Izalco Vulkan , der jüngste Vulkan in El Salvador. Izalco brach von 1770 (als es gegründet wurde) bis 1958 fast ununterbrochen aus und erhielt den Spitznamen "Leuchtturm des Pazifiks".

Schlackenkegel entstehen durch Eruptionen meist kleiner Stücke von Schlacken und Pyroklasten (beide ähneln Schlacken, daher der Name dieses Vulkantyps), die sich um die Öffnung herum ansammeln. Dies können relativ kurzlebige Eruptionen sein, die einen kegelförmigen Hügel erzeugen, der vielleicht 30 bis 400 Meter hoch ist. Die meisten Schlackenkegel brechen nur einmal aus . Schlackenkegel können sich als Flankenöffnungen auf größeren Vulkanen bilden oder von selbst auftreten. Parícutin in Mexiko und Sunset Crater in Arizona sind Beispiele für Schlackenkegel. In New Mexico ist Caja del Rio ein Vulkanfeld mit über 60 Schlackenkegeln.

Basierend auf Satellitenbildern wurde vorgeschlagen, dass Schlackenkegel auch auf anderen Erdkörpern im Sonnensystem auftreten könnten; auf der Oberfläche von Mars und Mond. [11] [12] [13] [14]

Stratovulkane (zusammengesetzte Vulkane)

Querschnitt durch einen Stratovulkan (vertikale Skala ist übertrieben) :
  1. Große Magmakammer
  2. Grundgestein
  3. Leitung (Rohr)
  4. Base
  5. Schwelle
  6. Deich
  7. Vom Vulkan emittierte Ascheschichten
  8. Flanke
  9. Vom Vulkan emittierte Lavaschichten
  10. Kehle
  11. Parasitärer Kegel
  12. Lavastrom
  13. Entlüftung
  14. Krater
  15. Aschewolke

Stratovulkane (zusammengesetzte Vulkane) sind hohe konische Berge, die aus Lavaströmen und Tephra in abwechselnden Schichten bestehen, den Schichten , aus denen der Name hervorgeht. Stratovulkane werden auch als zusammengesetzte Vulkane bezeichnet, da sie bei verschiedenen Arten von Eruptionen aus mehreren Strukturen entstehen. Klassische Beispiele sind der Fuji in Japan, der Vulkan Mayon auf den Philippinen sowie der Vesuv und Stromboli in Italien.

Asche, die durch den explosiven Ausbruch von Stratovulkanen erzeugt wurde, war historisch gesehen die größte vulkanische Gefahr für Zivilisationen. Die Laven von Stratovulkanen sind kieselsäurehaltiger und daher viel viskoser als Laven von Schildvulkanen. Laven mit hohem Siliciumdioxidgehalt neigen auch dazu, mehr gelöstes Gas zu enthalten. Die Kombination ist tödlich und fördert explosive Eruptionen , die große Mengen Asche produzieren, sowie pyroklastische Wellen, wie sie 1902 die Stadt Saint-Pierre auf Martinique zerstörten. Stratovulkane sind mit Steigungen von 30 bis 35 steiler als Schildvulkane ° im Vergleich zu Hängen von im Allgemeinen 5–10 °, und ihre losen Tephra sind Material für gefährliche Lahare. [15] Große Tephra-Stücke werden Vulkanbomben genannt . Große Bomben können einen Durchmesser von mehr als 1,2 Metern haben und mehrere Tonnen wiegen. [16]

Supervulkane

Ein Supervulkan ist ein Vulkan, bei dem ein oder mehrere Ausbrüche aufgetreten sind, bei denen in einem einzigen explosiven Ereignis mehr als 1.000 Kubikkilometer Vulkanablagerungen entstanden sind. [17] Solche Eruptionen treten auf, wenn eine sehr große Magmakammer voller gasreichem, silikatischem Magma bei einem katastrophalen Ausbruch in Form einer Caldera entleert wird. Aschen- Tuffe durch solche Ausbrüche eingelagert ist das einzige vulkanische Produkt mit einem Volumen die von rivalisierenden Flut Basalten . [18]

Ein Supervulkan kann auf kontinentaler Ebene Verwüstungen anrichten. Solche Vulkane können die globalen Temperaturen nach dem Ausbruch viele Jahre lang stark abkühlen, da große Mengen an Schwefel und Asche in die Atmosphäre freigesetzt werden. Sie sind der gefährlichste Vulkantyp. Beispiele sind Yellowstone Caldera im Yellowstone National Park und Valles Caldera in New Mexico (beide im Westen der USA); Lake Taupo in Neuseeland; Tobasee in Sumatra , Indonesien; und Ngorongoro Kraterin Tansania. Glücklicherweise sind Supervulkanausbrüche sehr selten, obwohl Supervulkane aufgrund der enormen Fläche, die sie bedecken, und der anschließenden Verschleierung unter Vegetation und Gletscherablagerungen in der geologischen Aufzeichnung ohne sorgfältige geologische Kartierung schwierig zu identifizieren sind . [19]

U-Boot-Vulkane

U-Boot-Vulkane sind gemeinsame Merkmale des Meeresbodens. Die vulkanische Aktivität während des Holozäns wurde nur an 119 U-Boot-Vulkanen dokumentiert. Auf dem Meeresboden befinden sich jedoch möglicherweise mehr als eine Million geologisch junge U-Boot-Vulkane. [20] [21] In seichtem Wasser offenbaren aktive Vulkane ihre Anwesenheit, indem sie Dampf und felsige Trümmer hoch über der Meeresoberfläche sprengen. In den Tiefseebecken verhindert das enorme Gewicht des Wassers die explosive Freisetzung von Dampf und Gasen. U-Boot-Eruptionen können jedoch durch Hydrophone und durch Verfärbung des Wassers aufgrund vulkanischer Gase festgestellt werden . Kissen Lavaist ein häufiges Eruptionsprodukt von U-Boot-Vulkanen und zeichnet sich durch dicke Sequenzen diskontinuierlicher kissenförmiger Massen aus, die sich unter Wasser bilden. Selbst große U-Boot-Eruptionen können die Meeresoberfläche aufgrund des schnellen Kühleffekts und des erhöhten Auftriebs im Wasser (im Vergleich zu Luft) nicht stören, was häufig dazu führt, dass Vulkanschlote steile Säulen auf dem Meeresboden bilden. Hydrothermale Quellen sind in der Nähe dieser Vulkane häufig und einige unterstützen besondere Ökosysteme, die auf Chemotrophen basieren, die sich von gelösten Mineralien ernähren. Im Laufe der Zeit können die von U-Boot-Vulkanen geschaffenen Formationen so groß werden, dass sie die Meeresoberfläche als neue Inseln oder schwimmende Bimssteinflöße durchbrechen .

Im Mai und Juni 2018 wurde eine Vielzahl von seismischen Signalen von Erdbebenüberwachungsagenturen auf der ganzen Welt entdeckt. Sie hatten die Form ungewöhnlicher Brummgeräusche, und einige der im November dieses Jahres festgestellten Signale hatten eine Dauer von bis zu 20 Minuten. Eine ozeanographische Forschungskampagne im Mai 2019 zeigte, dass die zuvor mysteriösen Summengeräusche durch die Bildung eines U-Boot-Vulkans vor der Küste von Mayotte verursacht wurden . [22]

Subglaziale Vulkane

Subglaziale Vulkane entwickeln sich unter Eiskappen . Sie bestehen aus Lavaplateaus, die ausgedehnte Kissenlavas und Palagonit bedecken . Diese Vulkane sind auch Tafelberge, genannt tuyas , [23] oder (in Island) Mobergs. [24] Sehr gute Beispiele für diesen Vulkantyp sind in Island und in British Columbia zu sehen . Der Ursprung des Begriffs stammt von Tuya Butte , einem der verschiedenen Tuyas im Bereich des Tuya River und der Tuya Range im Norden von British Columbia. Tuya Butte war die erste derartige Landformanalysiert und so ist sein Name in die geologische Literatur für diese Art der Vulkanbildung eingegangen. [25] Der Tuya Mountains Provincial Park wurde kürzlich eingerichtet, um diese ungewöhnliche Landschaft zu schützen, die nördlich des Tuya-Sees und südlich des Jennings-Flusses nahe der Grenze zum Yukon-Territorium liegt .

Schlammvulkane

Schlammvulkane (Schlammkuppeln) sind Formationen, die durch geo ausgeschiedene Flüssigkeiten und Gase erzeugt werden, obwohl es mehrere Prozesse gibt, die eine solche Aktivität verursachen können. [26] Die größten Bauwerke haben einen Durchmesser von 10 Kilometern und eine Höhe von 700 Metern. [27]

Ausgebrochenes Material

Pāhoehoe Lavastrom auf Hawaii . Das Bild zeigt Überläufe eines Haupt- Lavakanals .
Der Stratovulkan Stromboli vor der Küste Siziliens ist seit Tausenden von Jahren ununterbrochen ausgebrochen und hat seinen Spitznamen "Leuchtturm des Mittelmeers" hervorgebracht.

Das Material, das bei einem Vulkanausbruch ausgestoßen wird, kann in drei Typen eingeteilt werden:

  1. Vulkangase , eine Mischung, die hauptsächlich aus Dampf , Kohlendioxid und einer Schwefelverbindung besteht ( je nach Temperatur entweder Schwefeldioxid , SO 2 oder Schwefelwasserstoff , H 2 S).
  2. Lava , der Name von Magma, wenn es auftaucht und über die Oberfläche fließt
  3. Tephra , Partikel aus festem Material aller Formen und Größen, die ausgestoßen und durch die Luft geworfen werden [28] [29]

Vulkangase

Die Konzentrationen verschiedener vulkanischer Gase können von Vulkan zu Vulkan erheblich variieren. Wasserdampf ist typischerweise das am häufigsten vorkommende vulkanische Gas, gefolgt von Kohlendioxid [30] und Schwefeldioxid . Andere hauptsächliche vulkanische Gase umfassen Schwefelwasserstoff , Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff . Eine große Anzahl von Neben- und Spurengasen findet sich auch in Vulkanemissionen, beispielsweise Wasserstoff , Kohlenmonoxid , Halogenkohlenwasserstoffen , organischen Verbindungen und flüchtigen Metallchloriden.

Lava fließt

Komposition

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Sarychev Peak Eruption, Matua Island , schräge Satellitenansicht

Die Form und Art des Ausbruchs eines Vulkans wird weitgehend von der Zusammensetzung der ausbrechenden Lava bestimmt. Die Viskosität (wie flüssig die Lava ist) und die Menge an gelöstem Gas sind die wichtigsten Eigenschaften von Magma, und beide werden weitgehend durch die Menge an Siliciumdioxid im Magma bestimmt. An Kieselsäure reiches Magma ist viel viskoser als an Kieselsäure armes Magma, und an Kieselsäure reiches Magma enthält tendenziell auch mehr gelöste Gase.

Lava kann grob in vier verschiedene Kompositionen eingeteilt werden: [31]

  • Wenn das ausgebrochene Magma einen hohen Prozentsatz (> 63%) an Kieselsäure enthält , wird die Lava als felsisch bezeichnet . Felsige Laven ( Dacite oder Rhyolite ) sind hochviskos und brechen als Kuppeln oder kurze, stumpfe Flüsse aus. [32] Der Lassen Peak in Kalifornien ist ein Beispiel für einen aus felsischer Lava gebildeten Vulkan, der eigentlich eine große Lavakuppel ist. [33]

    Weil felsische Magmen so viskos sind, neigen sie dazu, vorhandene flüchtige Stoffe (Gase) einzufangen, was zu explosivem Vulkanismus führt. Pyroklastische Strömungen ( Ignimbrite ) sind hochgefährliche Produkte solcher Vulkane, da sie die Hänge des Vulkans umschließen und sich bei großen Eruptionen weit von ihren Öffnungen entfernen. Es ist bekannt, dass in pyroklastischen Strömungen Temperaturen von bis zu 850 ° C (1.560 ° F) [34] auftreten, die alles verbrennen, was auf ihrem Weg brennbar ist, und dass dicke Schichten heißer pyroklastischer Strömungsablagerungen abgelegt werden können, die oft viele Meter dick sind. [35] Alaska ‚s Tal der Zehntausend - Rauch , die durch den Ausbruch des gebildeten Novarupta nahe Katmaiim Jahr 1912 ist ein Beispiel für eine dicke pyroklastische Strömung oder Ignimbrit-Ablagerung. [36] Vulkanasche, die leicht genug ist, um als Eruptionssäule hoch in die Erdatmosphäre auszubrechen, kann Hunderte von Kilometern zurücklegen, bevor sie als Fallout- Tuff auf den Boden zurückfällt . Vulkangase können jahrelang in der Stratosphäre verbleiben . [37]

    Felsmagmen bilden sich in der Kruste, normalerweise durch Schmelzen des Krustengesteins aus der Hitze der darunter liegenden Mafikmagmen. Das leichtere felsische Magma schwimmt ohne nennenswerte Vermischung auf dem mafischen Magma. [38] Weniger häufig werden felsische Magmen durch extreme fraktionierte Kristallisation von mehr mafischen Magmen erzeugt. [39] Dies ist ein Prozess, bei dem mafische Mineralien aus dem langsam abkühlenden Magma kristallisieren, das die verbleibende Flüssigkeit in Kieselsäure anreichert.

  • Wenn das ausgebrochene Magma 52–63% Kieselsäure enthält, ist die Lava von mittlerer Zusammensetzung oder andesitisch . Zwischenmagmen sind charakteristisch für Stratovulkane. [40] Sie werden am häufigsten an konvergenten Grenzen zwischen tektonischen Platten durch verschiedene Prozesse gebildet. Ein Prozess ist das Hydratisierungsschmelzen von Mantelperidotit, gefolgt von fraktionierter Kristallisation. Wasser aus einer abtauchenden Bramme steigt in den darüber liegenden Mantel, dessen Schmelzpunkt senken, insbesondere für das mehr silicareichen Mineralen. Die fraktionierte Kristallisation reichert das Magma in Siliciumdioxid weiter an. Es wurde auch vorgeschlagen, dass Zwischenmagmen durch Schmelzen von Sedimenten erzeugt werden, die von der subduzierten Platte nach unten getragen werden.[41] Ein weiterer Prozess ist das Mischen von Magma zwischen felsischen rhyolitischen und mafischen basaltischen Magmen in einem Zwischenreservoir vor der Einlagerung oder dem Lavastrom. [42]
  • Wenn das ausgebrochene Magma <52% und> 45% Kieselsäure enthält, wird die Lava Mafic (weil sie höhere Anteile an Magnesium (Mg) und Eisen (Fe) enthält) oder Basaltic genannt . Diese Laven sind normalerweise heißer und viel weniger viskos als felsische Laven. Mafic Magmas werden durch teilweises Schmelzen des trockenen Mantels mit begrenzter fraktionierter Kristallisation und Assimilation von Krustenmaterial gebildet. [43]

    Mafic Lavas kommen in einer Vielzahl von Umgebungen vor. Dazu gehören Mittelozeanergrate ; Schildvulkane (wie die Hawaii-Inseln , einschließlich Mauna Loa und Kilauea ), sowohl auf der ozeanischen als auch auf der kontinentalen Kruste ; und als kontinentale Flutbasalte .

  • Einige ausgebrochene Magmen enthalten <= 45% Kieselsäure und produzieren ultramafische Lava. Ultramafische Strömungen, auch als Komatiiten bekannt , sind sehr selten; In der Tat sind seit dem Proterozoikum , als der Wärmefluss des Planeten höher war , nur sehr wenige an der Erdoberfläche ausgebrochen . Sie sind (oder waren) die heißesten Laven und waren wahrscheinlich flüssiger als gewöhnliche Mafic Lavas mit einer Viskosität von weniger als einem Zehntel der von heißem Basaltmagma. [44]

Lava Textur

Mafic Lavaströme zeigen zwei Arten von Oberflächentexturen: ʻAʻa (ausgesprochen [ˈʔaʔa] ) und pāhoehoe ([paːˈho.eˈho.e] ), beide hawaiianischen Wörter. ʻAʻa zeichnet sich durch eine raue, klinkende Oberfläche aus und ist die typische Textur kühlerer Basaltlavaflüsse. Pāhoehoe zeichnet sich durch seine glatte und oft seilige oder faltige Oberfläche aus und wird im Allgemeinen aus flüssigeren Lavaströmen gebildet. Es wird manchmal beobachtet, dass Pāhoehoe-Strömungen in ʻaʻa-Strömungen übergehen, wenn sie sich von der Entlüftung entfernen, aber niemals umgekehrt. [45]

Mehr silikatische Lavaströme treten in Form von Blocklava auf, wobei der Fluss mit eckigen, vesikelarmen Blöcken bedeckt ist. Rhyolitische Strömungen bestehen typischerweise größtenteils aus Obsidian . [46]

Tephra

Lichtmikroskopische Aufnahme von Tuffstein im Dünnschnitt (lange Abmessung mehrere mm): Die gekrümmten Formen veränderter Glassplitter (Aschefragmente) sind gut erhalten, obwohl das Glas teilweise verändert ist. Die Formen bildeten sich um Blasen aus expandierendem, wasserreichem Gas.

Tephra entsteht, wenn Magma im Inneren des Vulkans durch die schnelle Expansion heißer vulkanischer Gase auseinandergeblasen wird. Magma explodiert gewöhnlich, wenn das darin gelöste Gas aus der Lösung austritt, wenn der Druck abnimmt, wenn es an die Oberfläche strömt . Diese heftigen Explosionen produzieren Materialpartikel, die dann vom Vulkan fliegen können. Feste Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2 mm ( sandgroß oder kleiner) werden als Vulkanasche bezeichnet. [28] [29]

Tephra und andere vulkanische Kunststoffe (zerbrochenes vulkanisches Material) machen mehr das Volumen vieler Vulkane aus als Lavaströme. Vulkankunststoffe haben möglicherweise bis zu einem Drittel aller Sedimentationen in der geologischen Aufzeichnung beigetragen. Die Produktion großer Mengen Tephra ist charakteristisch für explosiven Vulkanismus. [47]

Arten von Vulkanausbrüchen

Eruptionsstile werden grob in magmatische, phreatomagmatische und phreatische Eruptionen unterteilt. [48]

Magmatische Eruptionen

Magmatische Eruptionen werden hauptsächlich durch Gasfreisetzung aufgrund von Dekompression ausgelöst. [48] Niedrigviskoses Magma mit wenig gelöstem Gas führt zu relativ sanften Effusionsausbrüchen. Hochviskoses Magma mit einem hohen Gehalt an gelöstem Gas erzeugt heftige explosive Eruptionen . Die Bandbreite der beobachteten Eruptionsstile wird anhand historischer Beispiele ausgedrückt.

Hawaiianische Eruptionen sind typisch für Vulkane, die mafische Lava mit einem relativ geringen Gasgehalt ausbrechen. Diese sind fast vollständig überschwemmt und produzieren lokale Feuerbrunnen und hochflüssige Lavaströme, aber relativ wenig Tephra. Sie sind nach den hawaiianischen Vulkanen benannt .

Strombolianische Eruptionen sind durch mäßige Viskositäten und Gehalte an gelöstem Gas gekennzeichnet. Sie zeichnen sich durch häufige, aber kurzlebige Eruptionen aus, bei denen eruptive Säulen mit einer Höhe von Hunderten von Metern entstehen können. Ihr Hauptprodukt ist Schlacke . Sie sind nach Stromboli benannt .

Vulkanianische Ausbrüche werden durch noch höhere Viskositäten und teilweise Kristallisation von Magma aus, die in ihrer Zusammensetzung oft Zwischenprodukt ist. Eruptionen treten in Form von kurzlebigen Explosionen über mehrere Stunden auf, die eine zentrale Kuppel zerstören und große Lavablöcke und Bomben auswerfen. Darauf folgt eine überschwängliche Phase, in der die zentrale Kuppel wieder aufgebaut wird. Vulkanausbrüche sind nach Vulkan benannt .

Peléan- Eruptionen sind noch heftiger und zeichnen sich durch Kuppelwachstum und -kollaps aus , die verschiedene Arten von pyroklastischen Strömungen hervorrufen . Sie sind nach dem Pelée benannt .

Plinianische Eruptionen sind die heftigsten aller Vulkanausbrüche. Sie zeichnen sich durch anhaltend große Eruptionssäulen aus, deren Zusammenbruch katastrophale pyroklastische Strömungen hervorruft. Sie sind nach Plinius dem Jüngeren benannt , der 79 n. Chr. Den plinischen Ausbruch des Vesuvs aufzeichnete .

Die Intensität des explosiven Vulkanismus wird anhand des Vulkanexplosivitätsindex (VEI) ausgedrückt , der von 0 für Eruptionen vom hawaiianischen Typ bis 8 für Supervulkanausbrüche reicht. [49]

Phreatomagmatische Eruptionen

Phreatomagmatische Eruptionen sind durch die Wechselwirkung von aufsteigendem Magma mit Grundwasser gekennzeichnet . Sie werden durch den daraus resultierenden schnellen Druckaufbau im überhitzten Grundwasser angetrieben.

Phreatische Eruptionen

Phreatische Eruptionen sind durch Überhitzung des Grundwassers gekennzeichnet, das mit heißem Gestein oder Magma in Kontakt kommt. Sie unterscheiden sich von phreatomagmatischen Eruptionen, weil das ausgebrochene Material ausschließlich Country Rock ist; es wird kein neues Magma ausgebrochen.

Vulkanische Aktivität

Fresko mit Vesuv hinter Bacchus und Agathos Daimon , wie in gesehen Pompeji ‚s Haus des Jahrhunderts

Vulkane unterscheiden sich stark in ihrem Aktivitätsniveau, wobei einzelne Vulkansysteme eine Eruptionswiederholung aufweisen, die von mehrmals im Jahr bis einmal in Zehntausenden von Jahren reicht. [50] Vulkane werden informell als aktiv , ruhend oder ausgestorben beschrieben , aber diese Begriffe sind schlecht definiert. [51]

Aktiv

Unter Vulkanologen besteht kein Konsens darüber, wie ein "aktiver" Vulkan definiert werden soll. Die Lebensdauer eines Vulkans kann von Monaten bis zu mehreren Millionen Jahren variieren, was eine solche Unterscheidung im Vergleich zur Lebensdauer von Menschen oder sogar Zivilisationen manchmal bedeutungslos macht. Zum Beispiel sind viele der Vulkane der Erde in den letzten paar tausend Jahren dutzende Male ausgebrochen, zeigen aber derzeit keine Anzeichen eines Ausbruchs. Angesichts der langen Lebensdauer solcher Vulkane sind sie sehr aktiv. Durch die menschliche Lebensspanne sind sie es jedoch nicht.

Wissenschaftler betrachten einen Vulkan normalerweise als ausbrechend oder wahrscheinlich ausbrechend, wenn er gerade ausbricht oder Anzeichen von Unruhen wie ungewöhnliche Erdbebenaktivität oder erhebliche neue Gasemissionen zeigt. Die meisten Wissenschaftler betrachten einen Vulkan als aktiv, wenn er in den letzten 10.000 Jahren ( Holozän ) ausgebrochen ist - das Smithsonian Global Volcanism Program verwendet diese Definition von aktiv . Ab März 2021 erkennt das Programm 1.413 aktive Vulkane an, die während des Holozäns Ausbrüche hatten. [52] Die meisten Vulkane befinden sich am pazifischen Feuerring . [53]Schätzungsweise 500 Millionen Menschen leben in der Nähe von aktiven Vulkanen. [53]

Die historische Zeit (oder die aufgezeichnete Geschichte) ist ein weiterer Zeitrahmen für die aktive Zeit . [54] [55] Die Spanne der aufgezeichneten Geschichte unterscheidet sich jedoch von Region zu Region. In China und im Mittelmeerraum reicht es fast 3.000 Jahre zurück, im pazifischen Nordwesten der USA und Kanadas jedoch weniger als 300 Jahre und in Hawaii und Neuseeland nur etwa 200 Jahre. [54] Der unvollständige Katalog der aktiven Vulkane der Welt , der teilweise zwischen 1951 und 1975 von der International Association of Volcanology veröffentlicht wurde , verwendet diese Definition, nach der es mehr als 500 aktive Vulkane gibt. [54] [56]Ab März 2021 erkennt das Smithsonian Global Volcanism Program 560 Vulkane mit bestätigten historischen Ausbrüchen an. [52]

Kīlaueas Lava dringt ins Meer ein
Lava fließt in Holuhraun , Island , September 2014

Ab 2013 gelten die folgenden als die aktivsten Vulkane der Erde: [57]

  • Kīlauea , der berühmte hawaiianische Vulkan, befand sich zwischen 1983 und 2018 in einem fast kontinuierlichen, effusiven Ausbruch (bei dem Lava stetig auf den Boden fließt) und hatte den am längsten beobachteten Lavasee .
  • Der Ätna und das nahe gelegene Stromboli , zwei mediterrane Vulkane, die seit der Antike "fast ununterbrochen ausbrechen" [ vage ] . [ Klarstellung erforderlich ]
  • Der Piton de la Fournaise in Réunion bricht häufig genug aus, um eine Touristenattraktion zu sein.

Ab 2010 sind die längsten (aber nicht unbedingt kontinuierlichen) vulkanischen Eruptionsphasen: [58]

  • Mount Yasur , 111 Jahre
  • Ätna , 109 Jahre
  • Stromboli , 108 Jahre
  • Santa María , 101 Jahre
  • Sangay , 94 Jahre

Andere sehr aktive Vulkane sind:

  • Der Berg Nyiragongo und sein Nachbar Nyamuragira sind die aktivsten Vulkane Afrikas
    Nyiragongos Lavasee
    .
  • Erta Ale im Afar-Dreieck unterhält seit mindestens 1906 einen Lavasee.
  • Der Erebus in der Antarktis hat seit mindestens 1972 einen Lavasee.
  • Mount Merapi
  • Whakaari / White Island setzt seit vor der europäischen Beobachtung im Jahr 1769 kontinuierlich vulkanisches Gas frei.
  • Ol Doinyo Lengai
  • Ambrym
  • Vulkan Arenal
  • Pacaya
  • Klyuchevskaya Sopka
  • Sheveluch

Ruhend und reaktiviert

Narcondam Island , Indien, wird vom Geological Survey of India als ruhender Vulkan eingestuft

Es ist schwierig, einen erloschenen Vulkan von einem ruhenden (inaktiven) zu unterscheiden. Ruhende Vulkane sind solche, die seit Tausenden von Jahren nicht mehr ausgebrochen sind, aber in Zukunft wahrscheinlich wieder ausbrechen werden. [59] [60] Vulkane gelten oft als ausgestorben, wenn keine schriftlichen Aufzeichnungen über ihre Aktivität vorliegen. Trotzdem können Vulkane lange Zeit ruhen. Zum Beispiel hat Yellowstone eine Ruhe- / Wiederaufladezeit von ungefähr 700.000 Jahren und Toba von ungefähr 380.000 Jahren. [61] Der Vesuv wurde von römischen Schriftstellern als vor seinem Ausbruch im Jahr 79 n. Chr. Mit Gärten und Weinbergen bedeckt beschrieben , wodurch die Städte Herculaneum und Herculaneum zerstört wurdenPompeji . Vor seinem katastrophalen Ausbruch im Jahr 1991 war Pinatubo ein unauffälliger Vulkan, den die meisten Menschen in der Umgebung nicht kannten. Zwei weitere Beispiele sind der lange ruhende Vulkan Soufrière Hills auf der Insel Montserrat , der vor der Wiederaufnahme der Aktivitäten im Jahr 1995 als erloschen gilt, und der Fourpeaked Mountain in Alaska , der vor seinem Ausbruch im September 2006 seit 8000 v. Chr. Nicht mehr ausgebrochen war und bereits ausgebrochen war lange für ausgestorben gehalten.

Ausgestorben

Fourpeaked Vulkan , Alaska , im September 2006, nachdem er über 10.000 Jahre lang für ausgestorben gehalten wurde
Ausbruch des Mount Rinjani 1994 in Lombok , Indonesien

Ausgestorbene Vulkane sind solche, die nach Ansicht der Wissenschaftler wahrscheinlich nicht wieder ausbrechen werden, da der Vulkan keine Magmaversorgung mehr hat. Beispiele für erloschene Vulkane sind viele Vulkane an der Seamount-Kette Hawaiian-Emperor im Pazifik (obwohl einige Vulkane am östlichen Ende der Kette aktiv sind), Hohentwiel in Deutschland , Shiprock in New Mexico , USA , Zuidwal-Vulkan in den Niederlanden , und viele Vulkane in Italien wie Monte Vulture . Edinburgh Schlossin Schottland befindet sich selbst auf einem erloschenen Vulkan. Ob ein Vulkan wirklich erloschen ist, ist oft schwer zu bestimmen. Da "Supervulkan" -Kalderas eine eruptive Lebensdauer haben können, die manchmal in Millionen von Jahren gemessen wird, kann eine Caldera, die in Zehntausenden von Jahren keinen Ausbruch verursacht hat, als ruhend statt ausgestorben betrachtet werden.

Vulkanalarmstufe

Die drei gängigen populären Klassifikationen von Vulkanen können subjektiv sein, und einige Vulkane, von denen angenommen wird, dass sie ausgestorben sind, sind erneut ausgebrochen. Um zu verhindern, dass Menschen fälschlicherweise glauben, dass sie nicht gefährdet sind, wenn sie auf oder in der Nähe eines Vulkans leben, haben die Länder neue Klassifikationen eingeführt, um die verschiedenen Ebenen und Stadien der vulkanischen Aktivität zu beschreiben. [62] Einige Warnsysteme verwenden unterschiedliche Zahlen oder Farben, um die verschiedenen Stufen zu kennzeichnen. Andere Systeme verwenden Farben und Wörter. Einige Systeme verwenden eine Kombination aus beiden.

Vulkanwarnschemata der Vereinigten Staaten

Das United States Geological Survey (USGS) hat landesweit ein gemeinsames System zur Charakterisierung des Ausmaßes von Unruhen und Eruptionsaktivitäten an Vulkanen eingeführt. Das neue Vulkan-Alarmsystem klassifiziert Vulkane jetzt als normal, beratend, beobachtend oder warnend. Zusätzlich werden Farben verwendet, um die Menge der erzeugten Asche zu bezeichnen.

Jahrzehntelange Vulkane

Koryaksky- Vulkan überragt Petropawlowsk-Kamtschatski auf der Halbinsel Kamtschatka im Fernen Osten Russlands

Die Dekadenvulkane sind 16 Vulkane, die von der Internationalen Vereinigung für Vulkanologie und Chemie des Erdinneren (IAVCEI) aufgrund ihrer Geschichte großer, zerstörerischer Eruptionen und der Nähe zu besiedelten Gebieten als besonders studienwürdig eingestuft wurden. Sie werden Dekadenvulkane genannt, weil das Projekt im Rahmen der von den Vereinten Nationen geförderten Internationalen Dekade zur Reduzierung von Naturkatastrophen (1990er Jahre) initiiert wurde . Die 16 aktuellen Dekadenvulkane sind

Das Deep Earth Carbon Degassing Project , eine Initiative des Deep Carbon Observatory , überwacht neun Vulkane, von denen zwei Dekadenvulkane sind. Der Schwerpunkt des Deep Earth Carbon Degassing Project liegt auf der Verwendung von Mehrkomponenten-Gasanalysesystemen zur Messung der CO 2 / SO 2 -Verhältnisse in Echtzeit und in hoher Auflösung, um die präeruptive Entgasung aufsteigender Magmen zu erfassen und zu verbessern Vorhersage der vulkanischen Aktivität . [63]

Vulkane und Menschen

Schema der Vulkaninjektion von Aerosolen und Gasen
Sonnenstrahlungsdiagramm 1958–2008, das zeigt, wie die Strahlung nach größeren Vulkanausbrüchen reduziert wird
Schwefeldioxidkonzentration über dem Vulkan Sierra Negra , Galapagos-Inseln , während eines Ausbruchs im Oktober 2005

Vulkanausbrüche stellen eine erhebliche Bedrohung für die menschliche Zivilisation dar. Die vulkanische Aktivität hat dem Menschen jedoch auch wichtige Ressourcen zur Verfügung gestellt.

Gefahren

Es gibt viele verschiedene Arten von Vulkanausbrüchen und assoziierte Aktivität: Phreatische Explosion (Dampferzeugten Ausbrüche), explosive Eruption von Hoch Kieselsäure Lava (zB Rhyolit ), effusive Ausbruch niedriger Siliciumdioxidgehalt Lava (zB Basalt ), pyroclastic fließt , Lahar (Trümmerfluss) und Kohlendioxidemission . Alle diese Aktivitäten können eine Gefahr für den Menschen darstellen. Erdbeben, heiße Quellen , Fumarolen , Schlammtöpfe und Geysire begleiten häufig vulkanische Aktivitäten.

Vulkangase können in die Stratosphäre gelangen und dort Schwefelsäureaerosole bilden , die Sonnenstrahlung reflektieren und die Oberflächentemperaturen erheblich senken können. [64] Schwefeldioxid aus dem Ausbruch von Huaynaputina könnte die russische Hungersnot von 1601–1603 verursacht haben . [65] Chemische Reaktionen von Sulfat-Aerosolen in der Stratosphäre können auch die Ozonschicht schädigen , und Säuren wie Chlorwasserstoff (HCl) und Fluorwasserstoff (HF) können als saurer Regen auf den Boden fallen . Explosive Vulkanausbrüche setzen das Treibhausgas Kohlendioxid frei und bieten somit eine tiefe Quelle fürKohlenstoff für biogeochemische Kreisläufe. [66]

Durch Eruptionen in die Luft geworfene Asche kann eine Gefahr für Flugzeuge darstellen, insbesondere für Düsenflugzeuge, bei denen die Partikel durch die hohe Betriebstemperatur geschmolzen werden können. Die geschmolzenen Partikel haften dann an den Turbinenschaufeln und ändern ihre Form, wodurch der Betrieb der Turbine gestört wird. Dies kann den Flugverkehr erheblich stören.

Vergleich der großen Supereruptionen der Vereinigten Staaten ( VEI 7 und 8 ) mit den großen historischen Vulkanausbrüchen im 19. und 20. Jahrhundert. Von links nach rechts: Yellowstone 2,1 Ma, Yellowstone 1,3 Ma, Long Valley 6,26 Ma, Yellowstone 0,64 Ma. Ausbrüche des 19. Jahrhunderts: Tambora 1815, Krakatoa 1883. Ausbrüche des 20. Jahrhunderts: Novarupta 1912, St. Helens 1980, Pinatubo 1991.

Es wird angenommen, dass ein vulkanischer Winter vor etwa 70.000 Jahren nach dem Ausbruch des Tobasees auf der indonesischen Insel Sumatra stattgefunden hat. [67] Dies könnte zu einem Bevölkerungsengpass geführt haben , der das genetische Erbe aller Menschen heute beeinflusst hat. [68] Vulkanausbrüche haben möglicherweise zu bedeutenden Auslöschungsereignissen wie dem Massensterben des Endordoviziers , des Perm-Trias und des späten Devon beigetragen . [69]

Der Ausbruch des Mount Tambora im Jahr 1815 führte zu globalen Klimaanomalien, die aufgrund der Auswirkungen auf das nordamerikanische und europäische Wetter als " Jahr ohne Sommer " bekannt wurden. [70] Der eisige Winter von 1740 bis 1741, der in Nordeuropa zu einer weit verbreiteten Hungersnot führte , könnte auch seinen Ursprung in einem Vulkanausbruch haben. [71]

Leistungen

Obwohl Vulkanausbrüche erhebliche Gefahren für den Menschen darstellen, hat die Vulkanaktivität in der Vergangenheit wichtige wirtschaftliche Ressourcen geschaffen.

Vulkanasche und verwitterter Basalt produzieren einige der fruchtbarsten Böden der Welt, die reich an Nährstoffen wie Eisen, Magnesium, Kalium, Kalzium und Phosphor sind. [72]

Aus Vulkanasche gebildeter Tuff ist ein relativ weiches Gestein, das seit der Antike für Bauzwecke verwendet wird. [73] [74] Die Römer verwendeten häufig Tuffstein, der in Italien reichlich vorhanden ist, für den Bau. [75] Die Rapa Nui stellten mit Tuff die meisten Moai- Statuen auf der Osterinsel her . [76]

Die vulkanische Aktivität ist für die Einlagerung wertvoller Bodenschätze wie Metallerze verantwortlich. [72]

Die vulkanische Aktivität geht mit einem hohen Wärmefluss aus dem Erdinneren einher. Diese können als Geothermie genutzt werden . [72]

Vulkane auf anderen Himmelskörpern

Der Vulkan Tvashtar bricht eine Wolke 330 km über der Oberfläche von Jupiters Mond Io aus .

Der Erdmond hat keine großen Vulkane und keine aktuelle vulkanische Aktivität, obwohl neuere Erkenntnisse darauf hindeuten, dass er möglicherweise noch einen teilweise geschmolzenen Kern besitzt. [77] Der Mond hat jedoch viele vulkanische Merkmale wie Maria (die dunkleren Flecken auf dem Mond), Rillen und Kuppeln .

Der Planet Venus hat eine Oberfläche, die zu 90% aus Basalt besteht , was darauf hinweist, dass der Vulkanismus eine wichtige Rolle bei der Gestaltung seiner Oberfläche gespielt hat. Der Planet hatte möglicherweise vor etwa 500 Millionen Jahren ein bedeutendes globales Ereignis der Oberflächenerneuerung [78], wie Wissenschaftler anhand der Dichte der Einschlagkrater auf der Oberfläche erkennen können. Lavaströme sind weit verbreitet und es treten auch Formen des Vulkanismus auf, die auf der Erde nicht vorhanden sind. Veränderungen in der Atmosphäre des Planeten und Beobachtungen von Blitzen wurden auf anhaltende Vulkanausbrüche zurückgeführt, obwohl es keine Bestätigung dafür gibt, ob die Venus noch vulkanisch aktiv ist oder nicht. Radargeräusche der Magellan-Sonde ergaben jedoch Hinweise auf eine vergleichsweise jüngste vulkanische Aktivität am höchsten Vulkan der Venus, Maat MonsIn Form von Asche fließt in der Nähe des Gipfels und an der Nordflanke. [79] Die Interpretation der Strömungen als Ascheströme wurde jedoch in Frage gestellt. [80]

Olympus Mons ( lateinisch "Olymp") auf dem Planeten Mars ist der höchste bekannte Berg im Sonnensystem .

Es gibt mehrere erloschene Vulkane auf dem Mars , von denen vier riesige Schildvulkane sind, die weitaus größer sind als alle anderen auf der Erde. Dazu gehören Arsia Mons , Ascraeus Mons , Hekates Tholus , Olympus Mons und Pavonis Mons . Diese Vulkane sind seit vielen Millionen Jahren ausgestorben [81], aber das europäische Raumschiff Mars Express hat Hinweise darauf gefunden, dass auch in der jüngeren Vergangenheit vulkanische Aktivitäten auf dem Mars aufgetreten sein könnten. [81]

Jupiter ‚s Mond Io ist das volcanically aktive Objekt im Sonnensystem aufgrund der Gezeiten Wechselwirkung mit Jupiter. Es ist mit Vulkanen bedeckt, die Schwefel , Schwefeldioxid und Silikatgestein ausbrechen , und infolgedessen wird Io ständig wieder aufgetaucht. Seine Laven sind mit Temperaturen über 1.800 K (1.500 ° C) die heißesten im gesamten Sonnensystem. Im Februar 2001 ereigneten sich auf Io die größten registrierten Vulkanausbrüche im Sonnensystem. [82] Europa , der kleinste von Jupiters galiläischen Mondenscheint auch ein aktives Vulkansystem zu haben, mit der Ausnahme, dass seine vulkanische Aktivität vollständig in Form von Wasser vorliegt, das auf der kalten Oberfläche zu Eis gefriert . Dieser Prozess ist als Kryovulkanismus bekannt und tritt anscheinend am häufigsten auf den Monden der äußeren Planeten des Sonnensystems auf .

1989 beobachtete das Raumschiff Voyager 2 Kryovulkane (Eisvulkane) auf Triton , einem Mond des Neptun , und 2005 fotografierte die Cassini-Huygens- Sonde Springbrunnen gefrorener Partikel, die aus Enceladus , einem Mond des Saturn, ausbrachen . [83] [84] Die Ejekta können aus Wasser, flüssigem Stickstoff , Ammoniak , Staub oder Methanverbindungen bestehen . Cassini-Huygens fand auch Beweise für einen Methan speienden Kryovulkan auf dem Saturnian Mond Titan, von dem angenommen wird, dass es eine bedeutende Quelle für das in seiner Atmosphäre vorkommende Methan ist. [85] Es wird vermutet, dass Kryovulkanismus auch auf dem Kuipergürtelobjekt Quaoar vorhanden sein kann .

Eine Studie des Exoplaneten COROT-7b aus dem Jahr 2010 , die 2009 durch Transit entdeckt wurde, legte nahe, dass die Gezeitenerwärmung des Wirtssterns in unmittelbarer Nähe des Planeten und benachbarter Planeten eine intensive vulkanische Aktivität erzeugen könnte, die der auf Io ähnelt. [86]

Geschichte der Vulkanologie

Viele alte Berichte führen Vulkanausbrüche auf übernatürliche Ursachen zurück, wie die Handlungen von Göttern oder Halbgöttern . Für die alten Griechen konnte die launische Kraft der Vulkane nur als Akt der Götter erklärt werden, während der deutsche Astronom Johannes Kepler aus dem 16./17. Jahrhundert glaubte, sie seien Kanäle für die Tränen der Erde. [87] Eine frühe Idee, die dem widersprach, wurde von Jesuit Athanasius Kircher (1602–1680) vorgeschlagen, der Zeuge von Ausbrüchen des Ätna und des Stromboli war und dann den Krater des Vesuvs besuchteund veröffentlichte seine Ansicht einer Erde mit einem zentralen Feuer, das mit zahlreichen anderen verbunden war, die durch das Verbrennen von Schwefel , Bitumen und Kohle verursacht wurden .

Verschiedene Erklärungen wurden für das Verhalten von Vulkanen vorgeschlagen, bevor das moderne Verständnis der Erdmantelstruktur als halbfestes Material entwickelt wurde. Für Jahrzehnte nach dem Bewusstsein, dass Kompression und radioaktive Materialien Wärmequellen sein können, wurden ihre Beiträge speziell abgezinst. Die vulkanische Wirkung wurde häufig auf chemische Reaktionen und eine dünne Schicht geschmolzenen Gesteins in der Nähe der Oberfläche zurückgeführt.

Siehe auch

  • Liste der außerirdischen Vulkane
  • Maritime Auswirkungen von Vulkanausbrüchen
  • Vorhersage der vulkanischen Aktivität
  • Zeitleiste des Vulkanismus auf der Erde
  • Volcanic Explosivity Index  - Qualitative Skala für die Explosivität von Vulkanausbrüchen
  • Vulkan Nummer
  • Vulkanobservatorium

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Weiterführende Literatur

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  • Sigurðsson, Haraldur, hrsg. (2015). Die Enzyklopädie der Vulkane (2. Aufl.). Akademische Presse. ISBN 978-0-12-385938-9. Dies ist eine Referenz für Geologen, aber viele Artikel sind für Laien zugänglich.

Externe Links

  • Vulkane bei Curlie
  • US Federal Emergency Management Agency Vulkanberatung
  • Vulkanwelt