Nützliche Vulkane

Vulkanausbrüche können Menschen töten und Land verwüsten. Trotz dieser Gefahren lebt rund ein Fünftel aller Menschen in der Nähe von Vulkanen.

Vulkan Ätna in Sizilien
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Das hat seinen Grund: Die Böden, die sich auf Lavagestein und Vulkanasche bilden, sind oft sehr fruchtbar. Pflanzen finden hier viele Nährstoffe. In den milden Klimazonen wachsen Obst und Gemüse besonders gut an Vulkanen. An den Hängen des Ätna zum Beispiel gedeihen Zitrusfrüchte, Feigen, Oliven und Wein bestens.

Vulkane eignen sich auch als Wärme- und Energiequelle. Auf Island und Neuseeland gewinnen die Menschen Strom und Energie aus der vulkanisch aufgeheizten Erde. Und die Isländer nutzen heiße vulkanische Quellen als Thermalbäder.

Heiße Quellen in Island
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Lebendig begraben!

Vulkankatastrophe löscht die Städte Pompeji und Herculaneum aus

In der Mittagszeit des 24. August 79 n.Chr. explodiert der Gipfel des Vulkans Vesuv. Der schreckliche Vulkanausbruch fordert Tausende von Menschenleben. Gesteinshagel, Lavaströme und Ascheregen begraben die Einwohner von Pompeji unter sich. Die beiden Städte am Golf von Neapel werden vollständig zerstört.

Bis zum 24. August ist Pompeji eine blühende Handelsstadt. Der Tag beginnt sonnig, Gedränge und Lärm herrschen in den Gassen, am Hafen legen Handelsschiffe an. Die Einwohner ahnen nichts vom nahenden Unheil. Sie wissen nichts von dem Lavapfropfen, der seit Jahrhunderten den Ausgang des Vesuv verstopft wie ein Korken die Sektflasche. Durch ein heftiges Erdbeben 17 Jahre zuvor hat sich dieser Pfropfen gefährlich gelockert. Als er sich um die Mittagszeit des 24. August löst, schießt er samt der Spitze des Vulkans mit einem gewaltigen Knall in die Luft – der Beginn vom Untergang Pompejis.

Bald hagelt es Steinchen, auf den Dächern der Stadt bildet sich eine mehrere Zentimeter dicke Schicht. Die Gesteinsbrocken werden größer und mit ihnen das Entsetzen der Einwohner. Faustgroße und glühend heiße Bimssteine fallen vom Himmel herab, schlagen Fenster und Dächer ein. Es gibt die ersten Todesopfer. Heftige Erdstöße erschüttern Häuser und Straßen. Viele der 20.000 Pompeijaner versuchen zu fliehen, andere retten sich in die Keller. Doch ihre Häuser werden zur Falle: In der folgenden Nacht speit der Vesuv tödliche Gase aus, die sich auf die Stadt senken. Wer sie einatmet, erstickt qualvoll. Im Lauf des folgenden Tages verbrennen und begraben drei Lavaströme alles, was von der Stadt noch übrig ist. Schließlich streut der Vesuv eine dicke Ascheschicht über die bereits völlig verwüstete Stadt.

Auch die Nachbarstadt Herculaneum mit 4000 Einwohnern wird durch den Ausbruch dem Erdboden gleichgemacht.

Ruinen von Pompei
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Antike Wandmalerei aus Pompeji
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Verschütteter
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Zeuge des Untergangs

Von Misenum aus, einer Hafenstadt 30 Kilometer von Pompeji entfernt, verfolgte der 17-jährige Plinius den Vulkanausbruch und den Untergang Pompejis. In einem Brief beschreibt er den Ablauf der Katastrophe und den Tod seines Onkels. Dieser war römischer Flottenkommandant und brach mit dem Schiff auf, um Menschen aus Pompeji zu retten …

Er eilte dorthin, von wo andere flohen, und hielt geradewegs auf die Gefahr zu […] Schon fiel Asche auf die Schiffe, immer heißer und dichter, je näher sie herankamen, bald auch Bimsstein und schwarze, halbverkohlte, vom Feuer geborstene Steine. Das Meer trat plötzlich zurück, und das Ufer wurde durch einen Erdrutsch unpassierbar. Einen Augenblick war er unschlüssig, ob er umkehren solle, dann rief er dem Steuermann, der ihm dazu geraten hatte, zu: „Dem Mutigen hilft das Glück, fahr zu Pomponianus!“

Pomponianus ist ein Freund des Onkels, der in Stabiae wohnt. Auch dort herrscht Panik und die Menschen wollen flüchten. Plinius' Onkel versucht, sie zu beruhigen.

Inzwischen leuchteten vom Vesuv her an mehreren Stellen weite Flammenherde und hohe Feuersäulen auf, deren strahlende Helle durch die dunkle Nacht noch verstärkt wurde. […] Gemeinsam berieten sie, ob sie im Haus bleiben oder sich ins Freie begeben sollten, denn infolge häufiger, starker Erdstöße wankten die Gebäude und schienen, als wären sie aus ihren Fundamenten gelöst, hin und her zu schwanken. Im Freien wiederum war das Herabregnen ausgeglühter, allerdings nur leichter Bimsstein-Stückchen bedenklich […] Sie stülpten sich Kissen über den Kopf und verschnürten sie mit Tüchern; das bot Schutz gegen den Steinschlag.

Schon war es anderswo Tag, dort aber Nacht, schwärzer und dichter als alle Nächte sonst, […]Man beschloss, an den Strand zu gehen und sich aus der Nähe zu überzeugen, ob das Meer schon gestatte, auszulaufen. Aber es blieb immer noch rau und feindlich. Dort legte mein Onkel sich auf eine ausgebreitete Decke, verlangte hin und wieder einen Schluck kalten Wassers und nahm ihn zu sich. Dann jagten Flammen und als ihr Vorbote Schwefelgeruch die andern in die Flucht und schreckten ihn auf. Auf zwei Sklaven gestützt erhob er sich und brach gleich tot zusammen, vermutlich weil ihm der dichtere Qualm den Atem nahm und den Schlund verschloss […]

Übersetzung aus dem Lateinischen: G/Geschichte, Bayard-Media

Tanz auf dem Vulkan

Der Kilauea auf Hawaii fasziniert mit Langzeit-Feuerwerk

Er ist der aktivste Vulkan der Erde: der Kilauea auf Hawaii. Seit 1983 sprüht er Lava aus Krater und Spalten und sorgt so für ein großartiges Naturschauspiel. 1247 Meter misst der Kilauea, seine älteren Geschwister Mauna Loa und Mauna Kea ragen sogar mehr als 4000 Meter über das Meer heraus.

Etwa 200.000 Jahre ist es her, dass der Kilauea durch die Erdkruste brach, vor 50.000 Jahren tauchte er aus dem Meer auf. Durch seine ständig hervorquellenden Lavaströme wächst er permanent weiter. Gleichzeitig verliert er durch Erdrutsche immer wieder etwas an Masse.

Seine Entstehung verdankt der Kilauea – wie die gesamte Inselkette von Hawaii – einem Hotspot. Dieser heiße Fleck im Erdmantel schmilzt das Gestein auf und bildet eine Magmakammer. Von hier bricht von Zeit zu Zeit ein Vulkan aus. Weil der Hotspot immer an der gleichen Stelle bleibt, die Erdplatte aber darüber hinweg gleitet, entstehen im Zeitraum von Millionen Jahren ganze Ketten von Vulkanen oder Vulkaninseln.

Da die Lava des Kilauea mit höchstens 10 km/h relativ langsam und gleichmäßig fließt, ist sie für den Menschen nicht besonders gefährlich. Dennoch sind ihr in den vergangenen Jahrzehnten schon einige Dörfer zum Opfer gefallen, mehr als 100 Häuser wurden zerstört.

Der Krater des Kilauea
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Dünnflüssige Lava fließt langsam den Vulkan herab
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Ein Schild warnt neugierige Besucher
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Die Tränen von Pele

Blumenkränze, Gin und Zigaretten liegen am Kraterrand des Kilauea. Es sind Opfergaben für die Göttin Pele, die von den Hawaiianern sehr verehrt wird. Der Name Pele bedeutet „geschmolzene Lava“. Sie ist die Göttin des Feuers und der Vulkane. Und manchmal tanzen die Hawaiianer für sie am Rande des Vulkans den Hula.

Laut Legende soll die aufbrausende Pele mit einem magischen Stab Vulkane geschaffen haben; ihren Wohnsitz habe sie im Krater des Kilauea gefunden. Wenn der Vulkan Feuer spuckt, zeige sich Pele manchmal in der glühenden Lava.

Auch Vulkanforscher scheinen von Pele beeindruckt zu sein und nannten Lavagestein nach der Göttin: Mit „Haare von Pele“ bezeichnen sie langgezogenes haarförmiges Vulkanglas. Es bildet sich, wenn der Vulkan Lavafontänen herausschleudert, die der Wind weit auseinanderzieht bevor sie kalt werden. „Tränen von Pele“ entstehen dagegen, wenn Lava herabtropft und zu winzigen, glänzend schwarzen Kügelchen erstarrt.

Bodenbildung

Pflanzen wachsen selten auf dem nackten Fels. Sie benötigen einen Boden, aus dem sie Nährstoffe ziehen und in dem sie Wurzeln bilden können. Damit sich ein solcher Boden entwickelt, ist Verwitterung nötig: Regen und Sauerstoff, Hitze und Kälte, Wasser und Wind zerreiben das Gestein und schleifen so selbst harten Granit zu immer kleineren Körnchen. Was dabei herauskommt, ist der sogenannte Verwitterungsschutt.

Boden entsteht durch Verwitterung
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Doch bis daraus ein lebendiger Boden wird, vergehen Jahrtausende. Als Erste siedeln sich Bakterien, Pilze und Flechten auf dem Gestein an; davon werden die ersten Bodentiere angezogen. Abgestorbene Pflanzenreste, Tierkadaver und Kot vermischen sich allmählich mit dem zerkleinerten Gestein. Aus diesem Mix entwickelt sich mit Hilfe von Pilzen und Bakterien die obere Bodenschicht aus fruchtbarem Erdreich, auf der Pflanzen gedeihen können. Darunter liegen weitere Schichten, zum Beispiel aus Sand oder Ton. Ganz zuunterst liegt das Gestein, aus dem sich der Boden entwickelt.

Granitgestein ist besonders hart
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Je nachdem welches Gestein verwittert, wie feucht es ist, welche Pflanzen wachsen und welche Temperaturen herrschen, entstehen verschiedene Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften und Farben. Auch ob verwittertes Gestein weggeschwemmt oder abgelagert wird, spielt dabei eine Rolle.

Bei uns weit verbreitet: die Braunerde
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In unseren gemäßigten Breiten gibt es häufig die Braunerden. Sie entwickeln sich auf Gestein mit wenig oder keinem Kalk in einem feuchtem Klima. Dunkel gefärbt ist die Rendzina, ein Boden der sich auf Kalkstein bildet. Weil er so steinig ist, kann man auf ihm nur schwer Ackerbau betreiben. Und auf der italienischen Insel Stromboli gibt es ganz besondere Sandböden: Weil das Lavagestein, das aus dem Vulkan Stromboli stammt, dunkel ist, sind auch die Sandstrände auf der Vulkaninsel pechschwarz.

Auf der Insel Stromboli sind die Strände schwarz
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Folgen von Vulkanausbrüchen

Vulkanausbrüche können schlimme Folgen haben. Gesteinshagel, Ascheregen, giftige Gase und glühende Lavaströme kosteten schon Hunderttausende von Menschen das Leben. Allein beim Ausbruch des Vesuv 79 n.Chr., bei dem die Städte Pompeji und Herculaneum verschüttet wurden, starben etwa 5000 Menschen. Auch in Kolumbien wurde eine ganze Stadt ausgelöscht: Der Ausbruch des vereisten Vulkans Nevado del Ruiz löste 1985 mehrere Schlammlawinen aus. Die Lawinen begruben die 47 Kilometer entfernte Stadt Armero und 25.000 Einwohner unter sich.

Pompeij: Die Stadt wurde beim Ausbruch des Vesuv verschüttet.
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Auch Tsunamis können durch Vulkanausbrüche entstehen: Die Explosion der Vulkaninsel Krakatau im Jahr 1883 verursachte eine Flutwelle, die noch Tausende von Kilometern entfernte Regionen überschwemmte. Sogar Erdbeben folgen manchmal auf solch einen explosiven Vulkanausbruch. Bei diesen Beben entladen sich aufgebaute Spannungen in der Erde.

Viele antike Bauwerke sind unter der Ascheschicht erhalten geblieben.
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In Island löste der Ausbruch von über hundert Vulkanen in der Laki-Spalte im Jahr 1783 eine Hungersnot aus. Durch den Ausbruch gelangten giftige Gase in die Luft. Das Gift setzte sich ab und verseuchte die Schafweiden. Die Tiere starben am vergifteten Futter, geschätzte zehntausend Menschen wegen der folgenden Hungersnöte.

Der Laacher Vulkan schleuderte mächtige Lavamassen und Felsbrocken weit ins Land hinein.
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Den „Laki-Feuern“ auf Island folgte eine Abkühlung, die noch weit entfernt zu spüren war. Die aufsteigende Aschewolke verdunkelte den Himmel, starke Winde kamen auf und die Temperatur sank. Ganz Nordeuropa erlebte danach einen ungewöhnlich kalten Winter. Tatsächlich verändern Vulkanausbrüche das Klima. Schuld daran sind vor allem die ausgestoßenen Schwefelgase, die in der Luft feine Schwefelsäuretröpfchen bilden, die lange in der Atmosphäre schweben. Das Sonnenlicht wird von den Tröpfchen gestreut und zum Teil zurückreflektiert. Dadurch kann die Durchschnittstemperatur auf der ganzen Erde sinken.

Zeugen von Vulkanismus

Selbst wenn ein Vulkan lange nicht ausgebrochen ist, merkt man, dass es ihn gibt. Denn seine Magmakammern bleiben noch lange erhalten. Diese Kammern geben nach wie vor Hitze und Gase ab, die in die Erdkruste entweichen.

Heiße Quellen in Island
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Diese Wärme heizt das Grundwasser auf, es steigt nach oben und entweicht an der Erdoberfläche als Wasserdampf oder als heißes Wasser. So entstehen Dampf- und Thermalquellen. In Deutschland sind die Städte Wiesbaden und Baden-Baden bekannt für ihre Thermalquellen und Bäder. Solche Quellen können sehr heiß sein, in der Toskana gibt es zum Beispiel Dampfquellen mit 230 Grad Celsius. Aus dieser Wärme gewinnen auch Geothermiekraftwerke Strom.

Manche dieser heißen Quellen liefern ein spektakuläres Naturschauspiel: Plötzlich schießt eine Fontäne aus heißem Wasser aus dem Boden. Die berühmteste dieser Springquellen oder Geysire ist der „Old Faithful“ im Yellowstone Nationalpark in den USA. Etwa alle 90 Minuten spuckt er für einige Minuten eine Wasserfontäne fast 50 Meter in die Höhe. Der Grund: Unter der Öffnung eines Geysirs führt ein langer, dünner Spalt in die Tiefe, der mit Wasser gefüllt ist. Unten ist es kochend heiß, doch das kühlere Wasser im Spalt versperrt den Ausgang. Erst wenn es in der Tiefe heiß genug ist, reicht der Druck, um auf einen Schlag das gesamte Wasser herauszuschleudern: Der Geysir „springt“. Nach dem Ausbruch füllt sich der Spalt wieder mit kaltem Grundwasser und das Aufheizen beginnt von vorne.

Old Faithful
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Im Wasser und im Dampf der heißen Quellen sind Gase und Salze enthalten, zum Beispiel Kohlendioxid oder Schwefelverbindungen. Einige dieser Stoffe stammen aus dem Magma, andere wurden auf dem Weg durch verschiedene Gesteinsschichten aufgenommen. An der Oberfläche werden die Gase frei, darunter Schwefelwasserstoff, ein Gas, das nach faulen Eiern riecht. Andere Mineralien lagern sich ab, wenn sie an der Erdoberfläche abkühlen. Sie bilden dann eine Kruste, die man auch Sinter nennt. In der türkischen Stadt Pamukkale haben solche Sinter aus Kalk ganze Terrassen geformt.

Sinterterrassen Pamukkale
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Heiße Quellen gibt es auch unter Wasser, nämlich am Meeresboden. Schwarze Wolken dringen dort aus Gebilden, die aussehen wie Schornsteine. Es sind die sogenannten Schwarzen Raucher. Was aus ihnen heraussprudelt ist allerdings kein Ruß, sondern bis zu 400 Grad heißes Mineralwasser. In diesem Wasser sind große Mengen an Metallen wie Zink, Eisen oder Kupfer als Schwefelsalze gelöst. Diese Schwefelverbindungen im Wasser sind es, die die heißen Unterwasserquellen schwarz färben.

Warum ist die Erde innen warm?

Unter unseren Füßen brodelt das flüssige Innere der Erde. Vulkanausbrüche und Geysire zeigen, welche Hitze dort herrscht – im Erdkern über 6000 Grad Celsius. Aber warum ist es in der Erde eigentlich so heiß?

Die Erde war nach ihrer Entstehung zuerst eine glühende Kugel.
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Ein Großteil der Hitze stammt noch aus den Kindertagen der Erde, als sich Staub und Gesteinsbrocken zu einem Planeten verdichteten. Das Wort „verdichten“ klingt allerdings etwas zu harmlos: In Wirklichkeit muss man sich das vorstellen, wie viele große Meteoriteneinschläge – jeder Einschlag eine gigantische Explosion, die den jungen Planeten aufheizte und das Material schmolz.

Meteoriteneinschläge heizten die junge Erde zusätzlich auf.
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Seitdem ist es etwas ruhiger geworden und die Erde kühlt sich wieder ab. Das tut sie allerdings äußerst langsam, die Hitze im Erdinneren kann nur sehr langsam in das Weltall entweichen. Heiße Magmaströme im zähen Erdmantel transportieren die Wärme nach oben. Dort bleibt sie unter der starren Erdkruste wie unter einem Deckel eingeschlossen. Nur langsam gibt das Krustengestein die Wärme ins Weltall ab.

Außerdem wird im Inneren der Erde immer noch Wärme nachproduziert. Das liegt daran, dass die Erde in ihrem Kern eine Menge radioaktiver Stoffe wie beispielsweise Uran besitzt. Seit der Entstehung unseres Planeten zerfallen sie und geben dabei über einen sehr lange Zeitraum Wärme ab. Dieser „Brennstoff“ reicht noch für viele Milliarden Jahre.

Wo auf der Erde gibt es Vulkane?

Nicht überall auf der Erde gibt es Vulkane, sie sind ganz ungleichmäßig verteilt. Die allermeisten von ihnen liegen entlang der Plattengrenzen – dort, wo Erdplatten aneinander reiben, wo eine Platte unter die andere taucht oder wo sie auseinander treiben. An diesen Bruchstellen kann heißes Magma aus dem Erdinneren an die Oberfläche quellen.

Plattengrenzen und Vulkane
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Besonders viele aktive Vulkane findet man rund um den pazifischen Ozean, zum Beispiel den Mount St. Helens in den USA, den Popocatepetl in Mexico und den Bezymianny in Russland. Sie alle sind Teil einer etwa 40.000 Kilometer langen Kette von Vulkanen, dem Pazifischen Feuerring. Denn rings um den Pazifik schiebt sich die pazifische Platte unter andere Platten. Beim Abtauchen der pazifischen Platte wird die Erdkruste aufgeschmolzen. An diesen Stellen sammelt sich Magma und darüber bilden sich Vulkane.

Vulkane gibt es nicht nur über, sondern auch unter dem Meeresspiegel – und die meisten sind uns noch völlig unbekannt. Diese Unterwasser-Vulkane heißen „Seamounts“, Seeberge. Zu ihnen gehören die Vulkane des Mittelatlantischen Rückens, einem riesigen Unterwassergebirge im Atlantik. Dort driften Platten auseinander und daher steigt dort ständig Magma nach oben. Manchmal erreichen die Vulkane auch die Meeresoberfläche: 1963 ist südlich von Island eine neue Vulkaninsel – Surtsey – innerhalb weniger Monate aus dem Meer gewachsen. Auch Island selbst entstand durch Vulkanismus am Mittelatlantischen Rücken.

Ganz anders verhält es sich mit den Vulkanen auf Hawaii: Diese liegen weit entfernt von Plattengrenzen, mitten auf der Pazifischen Platte. Aber unterhalb von Hawaii ist der Erdmantel besonders heiß, man nennt das einen „Hotspot“, eine heiße Stelle im Erdmantel. Hier steigt heißes Magma nach oben und kann leicht durch die Kruste brechen – dann entsteht ein Vulkan. Wenn eine Platte der Erdkruste über einen festen Hotspot hinweg gleitet, bohrt sich immer wieder ein neuer Vulkan durch die Kruste. So entsteht eine ganze Kette von Vulkanen, wie zum Beispiel die Inselkette von Hawaii. Dort ist im Moment der Vulkan Kilauea aktiv, weil er zurzeit über dem Hotspot liegt.