Fragen und Antworten zum Thema Vulkane

Häufig gestellte Fragen zum Thema Vulkane werden von Wissenschaftlern der Helmholtz-Gemeinschaft beantwortet.

1. Was ist ein Vulkan?

Eine "Pforte" in der Erdkruste, durch die Lava sowie Gase und Asche an die Erdoberfläche gelangen. 

2. Was für Arten von Vulkanen gibt es?

Vulkane lassen sich nach ihrem Aufbau und der chemischen Zusammensetzung des Magmas in verschiedene Typen unterteilen: Calderen, Schicht- oder Stratovulkane mit zentralen oder spaltenförmigen Kratern, Schildvulkane, Schlackekegel und Maare.

3. Wo gibt es die meisten Vulkane?

Die Lithosphäre der Erde, d.h. die Erdkruste und obere Schicht des Erdmantels, besteht aus kontinentalen und ozeanischen Platten. An den Plattengrenzen driften Platten auseinander, aneinander vorbei oder aufeinander zu. An auseinander strebenden, also divergenten Platten formen sich langgestreckte vulkanische Gebirgszüge, meist im Meer, die so genannten Mittelozeanischen Rücken. Bei konvergenten Plattengrenzen, an den Subduktionszonen, schiebt sich eine Platte unter die andere, und es entstehen vulkanische Inselbögen im Meer und Vulkanketten auf den Kontinenten. In diesen Zonen entstehen in großer Tiefe Gesteinsschmelzen und bahnen sich einen Weg an die Oberfläche. Die meisten Vulkane der Erde befinden sich entlang des Pazifischen Feuerrings. Dieser reicht von der Westküste Amerikas über Japan bis nach Indonesien und Papua-Neuguinea. Vulkane können aber auch weitab von Plattengrenzen an so genannten Heißen Flecken ("Hot Spots") liegen. Hierzu gehören beispielweise die Inselgruppe Hawaiis, die Kanaren und die Azoren.

4. Wie viele aktive Vulkane existieren?

Betrachtet man alle Vulkane als potentiell aktiv, die innerhalb des Holozäns, also in den letzten 10.000 Jahren ausgebrochen sind, so sind es über dem Meeresspiegel 1.500 Vulkane. Jedes Jahr kommt es weltweit zu 50-70 Vulkanausbrüchen.

5. Gibt es in Deutschland Vulkane?

Die Eifel, die Rhön, der Vogelsberg, die Kaiserstuhl- und Hegaugegend, die Oberpfalz, Oberlausitz und das Vogtland haben eine lange vulkanische Geschichte. In einigen dieser Regionen kommt es immer wieder zu leichten Erdbeben und Deformationen. Derzeitige vulkanische Aktivität beschränkt sich allerdings auf stille Gasfreisetzung im Laacher See in der Eifel. Dort ereignete sich auch Deutschlands jüngster Vulkanausbruch, vor rund 11.000 Jahren. Ruhephasen von mehreren tausend Jahren sind für Vulkane aber normal, daher kann die Eifel nicht als erloschen bezeichnet werden.

6. Wie wird die Stärke eines Vulkanausbruchs bestimmt?

Der Vulkanexplosivitäts-Index (VEI) ist ein Maß für die Stärke eines Vulkanausbruchs. Dieser beschreibt hauptsächlich das Volumen des eruptierten Materials. Darüber hinaus gehen die Höhe der Eruptionssäule und Merkmale des Eruptionsverhaltens ein. Die Skala reicht von 0 bis 8, ist dabei aber nicht linear, sondern logarithmisch. 0 bezeichnet kleine, räumlich sehr begrenzte und meist nicht explosive Eruptionen. Magnitude 8 wird bei den größten Vulkanausbrüchen erreicht,  bei denen mehr als 1.000 km3 Tephra eruptiert werden. Die Eruptionssäulen solcher Ausbrüche erreichen Höhen bis zu 30 oder gar 65 Kilometer, und die Gas- und Ascheteilchen, die dorthin gelangen, können jahrelang in der Atmosphäre bleiben.

7. Wie können Vulkanausbrüche vorhergesehen werden?

Über die zeitliche Abfolge vergangener Eruptionen kann abgeschätzt werden, wie wahrscheinlich eine bevorstehende Eruption ist. Für die Kurzzeitprognose gibt es verschiedene Vorläuferphänomene, die einen Vulkanausbruch anzeigen können. Um diese wahrzunehmen werden Vulkane beobachtet. Beispielweise kann sich ein Vulkanausbruch durch Zunahme von seismischer Aktivität ankündigen. Mit Seismografen werden die Bodenerschütterungen aufgezeichnet. Auch Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur der vulkanischen Gase können ein Indiz für einen bevorstehenden Ausbruch sein. Solche Gase entweichen in den Vulkanregionen aus den Kratern, heißen Quellen oder dem Boden und können dort gemessen werden. Zudem hebt bzw. dehnt sich ein Vulkan häufig vor einem Ausbruch durch das im Inneren aufsteigende Magma aus. Die dadurch entstehenden Neigungs- und Höhenänderungen der Hänge des Vulkangebäudes können mit Neigungsmessern oder Satellitenbildern erfasst werden.

8. Wie gefährlich sind Vulkanausbrüche für den Menschen?

Einzelne Ausbrüche können zu gewaltiger Verwüstung führen. Dafür muss die Eruption nicht einmal besonders groß sein. Wie gefährlich das für den Menschen ist, hängt davon ab, wie nah sich der Vulkan an welcher Infrastruktur befindet, auf welche Weise er eruptiert, und wie die Wetterverhältnisse zum Zeitpunkt der Eruption sind. Steigende Kenntnisse und Techniken zur Einschätzung der Vulkangefahren und entsprechende Vorsorge haben stark zur Eindämmung der Schäden in Vulkangebieten beigetragen. Quantitativ global betrachtet sind in den vergangenen 250 Jahren insgesamt etwa eine viertel Millionen Menschen Vulkaneruptionen zum Opfer gefallen. Zum Vergleich: Ähnliche Verlustzahlen werden einzelnen Erdbebenereignissen und deren Folgen zugeschrieben, zum Beispiel dem großen Sumatra-Beben, dem Auslöser des verheerenden Tsunami im Jahre 2004. Auch verglichen mit Dürren oder Überschwemmungen wirken die Verluste durch Vulkaneruptionen verhältnismäßig gering. Auf einer globalen Skala können Vulkane jedoch Auswirkungen auf das Klima haben und waren auch in der Erdgeschichte bereits Auslöser für Aussterbeereignisse. Auch in historischer Zeit haben sie "vulkanische Winter" ausgelöst, und damit zu weit verbreiteten Missernten geführt. So wird beispielsweise angenommen, dass der Ausbruch der Laki Spalte in Island indirekter Auslöser der Französischen Revolution gewesen sei.

9. Beispiele für folgenschwere Vulkanausbrüche in der Geschichte?

Vor 74.000 Jahren brach der Vulkan Toba auf Sumatra (Indonesien) aus, wodurch unsere menschlichen Vorfahren beinahe ausgelöscht worden wären. Es war die heftigste Eruption der vergangenen zwei Millionen Jahre. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Eruption für die darauf folgende Kälteperiode verantwortlich war. 79 n. Chr. brach der Vesuv aus und begrub die römischen Städte Pompeji und Herkulaneum unter einer knapp zehn Meter dicken Bims- und Ascheschicht. Beim folgenschweren Ausbruch des Tambora auf Indonesien im Jahre 1815 wurden mehr als 100 km3 Gestein ausgeworfen. Mehr als 80.000 Menschen starben sofort bzw. an Folgen des Ausbruchs wie Hungersnot und Krankheiten. Beim Ausbruch des Mount St. Helens im US-Bundesstaat Washington wurden 400 Meter des Gipfels weggesprengt und 600 km2 Land verbrannt. 57 Menschen starben. 1991 schleuderte der Pinatubo auf den Philippinen eine Aschewolke bis zu 30 km hoch in die Stratosphäre und forderte ca. 1.000 Menschenleben.

10. Haben Vulkanausbrüche Einfluss auf die Atmosphäre/die Ozonschicht/das Ozonloch?

Bei großen explosiven Vulkanausbrüchen werden große Mengen von Gas- und Aschepartikeln (Aerosole) in die Stratosphäre, die zweite Schicht der Erdatmosphäre, befördert. Dort können sie bis zu fünf Jahre verbleiben. Dies kann, je nach Gaszusammensetzung, unterschiedliche Konsequenzen haben: Halogene wie Chlor und Brom erzeugen beispielweise einen Abbau von Ozon. Somit kann es auch in der Vergangenheit bereits natürliche Ozonlöcher durch vulkanische Aktivität, und folglich Phasen erhöhter UV-Strahlung gegeben haben. Einen umgekehrten Effekt erzeugen Schwefelpartikel in der Stratosphäre: durch sie wird die Sonneneinstrahlung teils reflektiert und somit abgeschwächt, wodurch vorübergehend die Temperaturen auf der Erde sinken können.

11. Was ist der Pazifische Feuerring?

Zwei Drittel aller Vulkanausbrüche ereignen sich im Pazifik-Raum, dessen Küsten deshalb den Beinamen "Pazifischer Feuerring" tragen. Der Ausbruch des indonesischen Merapi Ende 2010 oder des chilenischen Puyehue im Juni 2011 sind dafür nur die jüngsten Beispiele. Verantwortlich sind Prozesse und Kräfte im glühend heißen Erdinneren. Sie transportieren geschmolzenes Gestein an die Erdoberfläche, bilden so ständig neue Erdkruste, formen und verschieben die Kontinente und haben so das Bild der Erde, wie wir sie kennen, geformt.

Die Fragen beantwortete u . a. Dr. Heidi Wehrmann, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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