Vulkanismus: Entstehung, Verbreitung und Gefahren

Magma ist ein heißes Gesteinsgemisch unter der Erdoberfläche. Es enthält geschmolzenes Gestein und kann auch feste Gesteinsstücke sowie Gase enthalten. Gase können darin gelöst sein: Sie sind dann im Gemisch verteilt, ohne sichtbare Blasen zu bilden.

Erreicht Magma die Erdoberfläche, heißt das ausgetretene Material Lava. Kühlt es ab und wird fest, entsteht festes Gestein. Entscheidend für die Unterscheidung zwischen Magma und Lava ist der Ort, nicht allein die Hitze.

Vulkanismus bezeichnet Vorgänge rund um das Aufsteigen und Austreten von Magma. Magma und Lava bezeichnen dagegen Material. Aufsteigendes Magma kann in der Tiefe stecken bleiben. Gelangt es nach außen, können neben Lava auch Gase und Gesteinsstücke austreten.

Die feste äußere Hülle der Erde ist in große Erdplatten geteilt. Eine Erdplatte besteht aus Erdkruste und einem festen Teil des darunterliegenden Erdmantels. Die Erdkruste ist die äußere Gesteinsschicht der Erde. Der Erdmantel ist die Gesteinsschicht darunter. Er ist sehr heiß, besteht aber zum größten Teil aus festem Gestein. Die Erdplatten bewegen sich sehr langsam. Viele Vulkane liegen an ihren Rändern.

An manchen Rändern bewegen sich zwei Platten aufeinander zu. Dabei taucht ein Teil einer Platte mit Meeresboden unter eine andere Platte ab. Das heißt Subduktion. Der Bereich heißt Subduktionszone. Die abtauchende Platte kann unter Meeresboden oder unter Festland gelangen. Beim Absinken wird sie wärmer und setzt Wasser aus ihren Gesteinen frei. Dieses Wasser gelangt in den Mantel darüber. Es senkt dort die zum Schmelzen nötige Temperatur. So kann ein Teil des Mantelgesteins schmelzen und Magma bilden. Die abtauchende Platte wird dabei nicht einfach durch die Wärme der Tiefe vollständig flüssig.

An anderen Rändern driften Platten auseinander: Sie entfernen sich voneinander. Heißes, überwiegend festes Mantelgestein steigt auf. Darüber liegt nun weniger Gestein, das darauf drückt. Der Druck nimmt ab. Dadurch kann ein Teil des heißen Mantelgesteins schmelzen. Das entstandene Magma kann aufsteigen. Tritt es aus und erstarrt, bildet sich neue Erdkruste.

Ein Hotspot ist ein Gebiet, unter dem über sehr lange Zeit wiederholt Magma aufsteigt. Die Magmaquelle bleibt im Vergleich zur bewegten Platte ungefähr am selben Ort. Wandert die Platte darüber hinweg, kann eine Reihe unterschiedlich alter Vulkane entstehen. Ein häufig verwendetes Erklärungsmodell nimmt an, dass besonders heißes Mantelmaterial aufsteigt. Wie Hotspots genau entstehen, ist noch nicht vollständig geklärt. Ein Hotspot kann mitten auf einer Platte liegen. Manche Hotspots liegen aber auch dort, wo Platten auseinanderdriften.

Am Anfang steht Gestein, das teilweise schmilzt. Das entstandene Magma ist meist leichter als das feste Gestein seiner Umgebung. Deshalb kann es aufsteigen. Es kann sich in Bereichen des Gesteins sammeln. Solche Magmaspeicher heißen Magmakammern.

Strömt weiteres Magma nach, kann der Druck in einer Magmakammer zunehmen. Wird der Druck groß genug, können sich Risse im umgebenden Gestein öffnen. Durch diese Risse kann Magma weiter aufsteigen. Solche Wege für das Magma heißen Förderwege. Erreicht Magma die Erdoberfläche und tritt aus, kommt es zu einem Vulkanausbruch.

Beim Aufstieg nimmt der Druck von außen auf das Magma ab. Gelöste Gase können Blasen bilden. Die Blasen versuchen, sich auszudehnen. Kann der Druck nicht ausreichend durch Fließen des Magmas oder Entweichen der Gase abgebaut werden, kann das Magma zerbrechen. Dann wird ein Gemisch aus Gasen und Gesteinsstücken herausgeschleudert. Der Ausbruch ist explosiv. Das bedeutet hier: Material wird mit großer Wucht ausgeworfen.

Diese Schritte beschreiben mögliche Verläufe. Eine Magmaansammlung führt nicht zwangsläufig zu einem Ausbruch. Magma kann unter der Erde bleiben. Auch ein tatsächlicher Ausbruch muss nicht explosiv sein; Lava kann ruhiger austreten.

Lava ist sehr heiß und kann auf ihrem Weg große Schäden verursachen. Vulkanasche besteht aus feinen Teilchen vulkanischen Materials, zum Beispiel kleinsten Stücken erstarrter Lava. Fallen solche Teilchen aus der Luft auf den Boden, heißt das Aschenfall. Asche kann auch weit vom Vulkan entfernt niedergehen. Große Aschemengen belasten Hausdächer so stark, dass sie einstürzen können.

Ein pyroklastischer Strom ist eine sehr heiße Mischung aus Gasen, Asche und Gesteinsstücken. Diese Mischung rast dicht über den Boden bergab. Sie kann bei heftigen Explosionen oder beim Abbrechen zähflüssiger Lava entstehen. Zähflüssig bedeutet, dass etwas nur schwer fließt. Ein pyroklastischer Strom ist keine gewöhnliche Wolke aus kühlem Wasserdampf.

Ein Lahar ist ein vulkanischer Schlammstrom. Er entsteht, wenn Wasser lockeres vulkanisches Material mitreißt. Zum Beispiel kann starker Regen Wasser und abgelagerte Vulkanasche vermischen. Ein solcher Strom kann große Gesteinsstücke mitführen und weit vom Vulkan entfernt Schäden verursachen. Dafür muss nicht gleichzeitig ein Vulkan ausbrechen. Auch Asche aus einem früheren Ausbruch kann durch Regen in Bewegung geraten.

Eine Vorhersage ist eine Aussage über ein mögliches zukünftiges Ereignis. Ein Fachtext von 2020 beschreibt Grenzen der Vorhersage von Vulkanausbrüchen: Bei gut beobachteten Vulkanen konnten Ausbrüche unter günstigen Bedingungen kurzfristig vorhergesagt werden. Genaue Vorhersagen mehrere Wochen oder Monate vorher waren danach nicht möglich. Diese Angaben beschreiben den Stand dieses Fachtextes von 2020.

Eine Warnung allein bringt Menschen noch nicht aus einem gefährdeten Gebiet. Das Verlassen eines solchen Gebietes braucht Zeit und muss vorbereitet sein. Ein geplantes Verlassen zum Schutz der Menschen heißt Evakuierung. Schutzmaßnahmen sind zum Beispiel das Sperren gefährdeter Gebiete und das Vorbereiten einer Evakuierung. Notfallpläne legen fest, wer was tun soll. Sie müssen an eine veränderte Lage angepasst werden können.

Aufklärung bedeutet hier: Bewohner lernen vor einem Notfall die örtlichen Warnzeichen, Fluchtwege und Verhaltensregeln kennen. Bei einer Warnung sollen sie den Anweisungen der zuständigen Behörden folgen. Sie sollen nicht darauf warten, dass sie einen Ausbruch selbst sehen. Vorhersage, vorbereitete Schutzmaßnahmen und Aufklärung ergänzen sich.