Vulkan: Aufbau, Ausbruch und Gefahren verstehen

Im Erdinneren kann ein Teil des Gesteins schmelzen. Dieses heiße, teilweise geschmolzene Gestein heißt Magma. Es enthält auch Gase und feste Bestandteile. Sobald Magma an der Erdoberfläche austritt, heißt es Lava. Der Ort entscheidet also über den Namen.

Magma kann aufsteigen, weil es meist eine geringere Dichte als das feste Gestein ringsum hat. Das bedeutet: Bei gleichem Rauminhalt ist es leichter. Unter einem Vulkan kann es sich in einer Magmakammer sammeln. Damit ist ein Bereich im Gestein gemeint, in dem Magma gespeichert wird.

Ein Schlot ist ein Aufstiegsweg, durch den Magma nach oben gelangen kann. Magma kann auch durch Spalten im Gestein aufsteigen. Ein Krater ist eine meist schüsselförmige Vertiefung an einer Austrittsstelle. Nicht jeder Vulkan besitzt einen einzelnen Schlot mit einem Krater darüber. Ausgetretene Lava und ausgeworfenes Gestein können sich ablagern und den Vulkan aufbauen.

Im Magma können Gase gelöst sein. Sie sind dann im Magma verteilt, ohne bereits sichtbare Blasen zu bilden. Steigt Magma auf, sinkt der Druck seiner Umgebung. Druck beschreibt hier, wie stark das umgebende Material auf das Magma drückt. Bei geringerem Druck können gelöste Gase Blasen bilden. Vorhandene Gasblasen können größer werden.

Die Zähigkeit beschreibt, wie leicht oder schwer Magma fließt. Dünnflüssiges Magma fließt leicht. Zähes Magma fließt schwer. Aus dünnflüssigem Magma kann Gas meist leichter entweichen als aus zähem Magma.

Bleibt Gas im zähen Magma gefangen, kann sich Druck aufbauen. Das begünstigt einen explosiven Ausbruch: Das Magma wird heftig auseinandergerissen, und Gestein wird herausgeschleudert. Entweicht Gas leichter, kann Lava eher ausfließen. Das sind typische Zusammenhänge. Aus der Zähigkeit allein lässt sich der genaue Ablauf eines Ausbruchs nicht sicher bestimmen.

Die äußere feste Hülle der Erde besteht aus großen Platten. Sie umfassen die Erdkruste, also die äußerste Gesteinsschicht, und den obersten festen Teil des Erdmantels. Der Erdmantel liegt unter der Erdkruste und besteht überwiegend aus festem Gestein. Die Platten bewegen sich langsam. Ihre Ränder heißen Plattengrenzen. Vulkanismus bezeichnet die Vorgänge, bei denen Magma aufsteigt und bis an die Erdoberfläche gelangen kann.

Wo Platten auseinanderdriften, entstehen Wege für aufsteigendes Magma. Beim Aufstieg kann der Druck auf heißes Mantelgestein abnehmen, sodass ein Teil schmilzt. Hier können Vulkane entstehen. Wo Platten aufeinander zuwandern, kann eine Platte unter einem Ozean unter eine andere Platte sinken. Eine solche Platte nennen wir hier Meeresplatte. Das Abtauchen heißt Subduktion. Dabei wird Wasser aus der sinkenden Platte freigesetzt. Es erleichtert das teilweise Schmelzen des Mantelgesteins darüber. So kann Magma entstehen. Die sinkende Platte schmilzt dabei nicht vollständig auf. Stoßen dagegen zwei Platten mit großen Landmassen zusammen, entstehen vor allem Gebirge. Wo Platten seitlich aneinander vorbeigleiten, entstehen gewöhnlich keine Vulkane.

Ein Hotspot ist ein Gebiet, in dem über lange Zeit Magma aus dem Erdinneren aufsteigt. Hotspots können im Inneren einer Platte liegen, manche auch an Plattengrenzen. Ihre Entstehung ist nicht vollständig geklärt. Eine häufig genutzte Erklärung lautet: Besonders heißes, überwiegend festes Mantelgestein steigt auf. Dabei kann ein Teil schmelzen. Eine durchgehend flüssige Magmasäule ist damit nicht gemeint. Bewegt sich eine Platte über einen relativ festen Hotspot, kann eine Reihe von Vulkanen entstehen. Ältere Vulkane werden mit der Platte vom Hotspot weggetragen.

Ein Schildvulkan ist meist breit und hat flache Hänge. Dünnflüssige Lava kann weit fließen und diese Form aufbauen. Ein Schichtvulkan hat meist steilere Hänge und eine deutlichere Kegelform. Er besteht aus Ablagerungen mehrerer Ausbrüche, darunter Lava und ausgeworfenes Gestein. Zähe Lava bleibt eher nahe der Austrittsstelle liegen. Schichtvulkane neigen eher zu explosiven Ausbrüchen, weil Gas in zähem Magma schwer entweichen kann. Diese Unterschiede beschreiben typische Formen und Vorgänge, keine festen Regeln für jeden Ausbruch.

Beide Vulkanformen können Menschen gefährden. Lavaströme fließen hangabwärts und können Gebäude zerstören. Vulkanische Asche besteht aus kleinen Gesteins- und Glasteilchen. Wind kann sie weit tragen. Ein Schlammstrom ist ein fließendes Gemisch aus Wasser und lockerem Gesteinsmaterial. Er kann Tälern folgen und entfernte Orte erreichen. Steile Vulkanhänge können auch ohne Ausbruch abrutschen. Bei einer Dampfexplosion wird sehr heißes Wasser plötzlich zu Dampf und dehnt sich stark aus. Dabei können Gesteinsbrocken weggeschleudert werden. Eine flache Vulkanform bedeutet deshalb keine Sicherheit.

Vor vielen Ausbrüchen gibt es messbare Veränderungen: Erdbeben werden häufiger oder stärker, der Boden hebt sich, mehr Wärme tritt aus oder die freigesetzten Gase verändern sich. Solche Veränderungen nennt man Unruhe. Sie können durch aufsteigendes Magma entstehen. Unruhe kann lange anhalten und auch ohne Ausbruch enden. Warnsignale allein verraten weder einen sicheren Ausbruchstermin noch die Art oder Größe eines Ausbruchs. Dampfexplosionen können mit wenig oder ohne deutliche Vorwarnung auftreten. Für eine Beurteilung zählen deshalb die Art der Gefahr, ihre möglichen Wege und fachliche Messungen zusammen.