Was ist der Unterschied zwischen Lava und Magma?

Magma und Lava bezeichnen eigentlich das Gleiche, nur an unterschiedlichen Orten: Magma befindet sich im Inneren der Erde, Lava an der Erdoberfläche.

Magma entsteht dort, wo Hitze und Druck im Erdinneren sehr hoch sind. Dort schmilzt das Gestein und es entsteht ein zähflüssiger Gesteinsbrei, das Magma. In unterirdischen Hohlräumen sammelt sich das Magma und fließt bei steigendem Druck nach oben bis an die Erdoberfläche. Sobald das Magma bei einem Vulkanausbruch aus der Erde quillt, heißt es Lava. Gase, die im Magma eingeschlossen waren, können dann in die Luft entweichen. Daher unterscheiden sich Lava und Magma in ihrer chemischen Zusammensetzung.

Solange die Lava heiß ist, ist sie weich und verformbar. An der Erdoberfläche kühlt die Lava langsam ab und wird fest. Danach kann sie ganz unterschiedlich aussehen, je nachdem wo und wie sie aus der Erde geflossen ist: Wenn zum Beispiel ein Vulkan unter Wasser ausbricht, kühlt die Lava sehr schnell ab. Sie formt sich dabei zu Gebilden, die wie Klumpen oder Kissen aussehen. Man spricht deshalb von Kissenlava. Andere Lavaströme sehen aus wie lange Wollknäuel und heißen darum Stricklava.

Stricklava
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Kissenlava
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Im Lauf der Zeit bilden sich aus Lava verschiedene Gesteine. Besonders dünnflüssige Lava wird nach dem Abkühlen zu dunkelgrauem Basalt. Dieses Gestein wird oft als Pflasterstein für Straßen und Wege verwendet. Wenn Lava bei einem Vulkanausbruch in die Luft geschleudert wird und sich dabei aufbläht wie Schaumstoff, entsteht Bimsstein. Durch die eingeschlossene Luft ist Bimsstein so leicht, dass ein Stück davon auf dem Wasser schwimmen kann. Vulkanasche und Vulkanstaub, die sich verfestigen, werden zu Tuffstein. Aus Tuff sind zum Beispiel in der Vulkaneifel viele Häuser gebaut.

Tuff
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Bimsstein
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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.

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

Was passiert bei einem Vulkanausbruch?

Es dampft und brodelt, es qualmt und zischt. Glühend heißes Gestein schießt aus dem Inneren der Erde empor. Eine Aschewolke steigt auf, Lava quillt aus dem Vulkan und fließt über die Erdoberfläche. Bei einem Vulkanausbruch sind gewaltige Kräfte am Werk. Doch wie kommt es eigentlich zum Ausbruch eines Vulkans?

Vulkanausbruch vom Flugzeug aus
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Im Erdmantel, der Gesteinsschicht unter der Erdkruste, herrschen Temperaturen von über tausend Grad Celsius und ein sehr hoher Druck. Sind Hitze und Druck hoch genug, schmilzt das Gestein und wird zu einer zähflüssigen Masse, genannt Magma. Dieses Magma dehnt sich aus und steigt nach oben. Dort sammelt es sich zunächst in Hohlräumen, den Magmakammern. Das alles geschieht aber nicht von heute auf morgen, sondern dauert Zehntausende oder Hundertausende von Jahren.

Eruptionssäule über dem Ätna
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Wenn die Magmakammer voll ist und kein weiteres Material mehr aufnehmen kann, bahnt sich das heiße Magma seinen Weg nach draußen. Es dringt durch Kanäle und Spalten an die Oberfläche und tritt dort als glühend heiße Lava aus – der Vulkan bricht aus. Den Kanal, durch den das Magma nach oben quillt, nennt man Schlot, seinen Ausgang Krater.

Lavastrom
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Manche Vulkane spucken regelmäßig Lava, zum Beispiel der Stromboli in Süditalien. Seine Ausbrüche kann man täglich beobachten. Andere Vulkane bleiben Jahrhunderte lang ruhig, sind aber nicht wirklich erloschen. Oft sind ihre Krater mit Lava und Geröll verstopft. Das macht sie sehr gefährlich, denn wenn sie ausbrechen, kann es gewaltige Explosionen geben; bekannt dafür sind zum Beispiel der Vesuv bei Neapel oder der Krakatau in Indonesien. Solche explosiven Ausbrüche sprengen Millionen Tonnen von Gestein in die Luft. Die Aschewolke, die durch den Ausbruch aufsteigt, kann lange in der Luft bleiben und durch den Wind weit verteilt werden. Nur langsam setzt sich diese Wolke dann als feine Ascheschicht auf der Erde ab.

Lava, die nicht in die Luft geschleudert wird, fließt als glühend heißer Strom aus geschmolzenem Gestein vom Kraterrand herab. Wenn dieser Lavastrom abkühlt, erstarrt er zu Lavagestein. Nach und nach bauen Lavaströme, Asche und Gesteinstrümmer einen Berg um den Krater auf – den Vulkankegel.

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.

Magmatische Gesteine

Auf Granit zu beißen, das bedeutet, dass etwas aussichtslos ist. Wegen seiner großen Härte ist Granit aber nicht nur als Redensart zu gebrauchen, sondern auch als Pflasterstein oder zum Mauerbau. Granit ist ein Gestein, das über zwei Kilometer unter der Erdoberfläche liegt und in der Erdkruste häufig vorkommt.

Straßenpflaster aus Granit
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Granit entsteht, wenn glutflüssiges Magma beim Abkühlen erstarrt. Auch der dunkel gefleckte Gabbro oder der Monzonit bilden sich aus langsam abkühlendem Magma. Wenn sich dieser Vorgang tief im Inneren der Erde abspielt, sprechen Geologen von Tiefengestein, auch Plutonit genannt.

La Palma ist eine Insel, die ganz aus Vulkaniten aufgebaut ist
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Dringt der heiße Gesteinsbrei dagegen bei einem Vulkanausbruch nach außen und ergießt sich über die Erdoberfläche, ist von Ergussgestein oder Vulkanit die Rede. Zu den Vulkaniten gehören der leichte Bimsstein, der poröse Tuff oder der Rhyolit, der aus dem gleichen Material wie Granit gebildet wurde, aber eine andere Struktur hat und weniger hart ist, weil er an der Erdoberfläche schneller abkühlt als der Granit in der Tiefe. Auch der Basalt ist ein Vulkanit. Manchmal erstarrt er zu sechseckigen, eng aneinander liegenden Säulen, die aussehen, als wären sie in Form gegossen. Basalt bildet sich an der Erdoberfläche aus der gleichen Masse wie der Gabbro in der Tiefe.

Wegen vulkanischer Gaseinschlüsse ist Tuffstein oft durchlöchert
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Vulkanite verwittern sofort nach ihrer Bildung, Plutonite erst dann, wenn die darüberliegenden Gesteinsschichten abgetragen sind. Weil sowohl Vulkanite als auch Plutonite aus abgekühltem Magma zu Gestein wurden, zählen beide zu den magmatischen Gesteinen.

Säulenbasalt in Portugal
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Kreislauf der Gesteine

Kein Gestein der Erde ist für die Ewigkeit gemacht. Es verwittert an der Oberfläche, wird abtransportiert und erneut abgelagert. Beim Zusammenstoß zweier Platten werden Sedimentschichten zusammengestaucht und zu Hochgebirgen aufgefaltet. Das Gestein abtauchender Platten schmilzt im Erdinneren und bildet die Quelle von Vulkanen. Lava, die ein Vulkankrater ausspuckt, kühlt wiederum ab und erstarrt wieder zu Gestein.

Gestein wird immer wieder umgewandelt
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Es ist ein ewiger Kreislauf, der dafür sorgt, dass selbst das härteste Gestein sich immer wieder verwandelt und neues daraus entsteht. Die Verwandlung geschieht natürlich nicht von heute auf morgen, sondern über Jahrmillionen. „Mitspieler“ dieses Kreislaufs sind drei Gruppen von Gestein, die jeweils unter anderen Bedingungen entstehen:

Heißes Magma kühlt ab zu magmatischem Gestein
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Wenn Magma abkühlt, erstarrt die heiße Masse zu magmatischem Gestein. Das kann sowohl an der Erdoberfläche als auch im Inneren der Erde geschehen. Wo sich dagegen Schichten von abgetragenem Gesteinsschutt anhäufen, werden die Sedimente unter der Last des eigenen Gewichts zusammengepresst. Durch diesen Druck verfestigen sie sich zu Sedimentgestein. Hoher Druck und große Hitze im Erdinneren wiederum sorgen dafür, dass sich Gestein verwandelt und ein anderes entsteht. Dann sprechen Geologen von Umwandlungs- oder von metamorphem Gestein.

Sedimentschichten werden erneut abgetragen
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Diese drei Gesteinstypen sind eng miteinander verbunden: Jeder Typ kann sich in jeden anderen verwandeln. Dieser Gesteinskreislauf wird immer weitergehen, so lange es die Erde gibt.

Marmor entsteht durch Erhitzen von Kalkstein im Erdinneren
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Wie sehen Vulkane aus?

Ein steiler Berg, Flammen schießen in den Himmel, darüber eine dunkle Aschewolke: So sieht ein Vulkan im Bilderbuch aus. Doch es gibt auch ganz andere Vulkane. Welche Form sie haben, hängt vor allem von der Lava ab, die aus dem Erdinneren dringt.

Dünnflüssige Lava läuft ruhig und gleichmäßig aus dem Krater heraus. Sie kühlt nur langsam ab und fließt weit auseinander. So entstehen ausgedehnte Flächen oder flache Berge, die aussehen wie große Schilde. Daher haben diese Vulkane auch ihren Namen: Schildvulkane. Typische Beispiele sind die Hawaii-Vulkane mit ihren glühenden Lavaseen und Durchmessern von bis zu 400 Kilometern.

Zähflüssige Lava hingegen kommt nicht weit – sie bleibt teilweise schon im Vulkaninneren hängen und verstopft ihn. Darunter drückt weiter Magma nach oben. Der Druck steigt, bis in einer großen Explosion der Lavapfropfen aus dem Vulkan herausgesprengt wird wie ein Korken aus der Sektflasche. Lavafetzen und Gesteinsbrocken fliegen in die Luft und stürzen auf den Vulkan herab. Eine Schicht aus Asche senkt sich auf die Umgebung. Im Lauf der Zeit häuft sich so ein spitzer Berg aus Asche und Gesteinstrümmern auf, der mit jedem Ausbruch Schicht für Schicht höher wird. Bekannte Beispiele für diese Schichtvulkane sind der Ätna auf Sizilien oder der Mount St. Helens in den USA. Wegen ihrer explosiven Ausbrüche sind Schichtvulkane besonders gefährlich.

Daneben gibt es auch Vulkanexplosionen, die unterirdisch stattfinden. Wenn heißes Magma in der Tiefe mit Grundwasser zusammentrifft, verdampft das Wasser schlagartig. Der entstehende Druck ist so hoch, dass das Erdreich darüber in die Luft gesprengt wird. Übrig bleibt ein Loch in der Erdoberfläche, das wie eine Schüssel oder ein Trichter geformt ist, ein Maar. Oft sammelt sich Wasser in diesem Krater, dann entsteht ein Maarsee, wie zum Beispiel der Laacher See in der Eifel.

Wenn nach einem Vulkanausbruch die Magmakammer leer ist, kann der Vulkan darüber einstürzen. Es entsteht eine Vertiefung in der Landschaft, eine Caldera. An der Größe der Caldera lassen sich die Ausmaße der eingestürzten Magmakammer erahnen. Manche sind riesig, wie die Caldera des Ngorongoro in Tansania mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern. Wenn erneut Magma aus der Tiefe aufsteigt und als Lava austritt, entsteht in der Caldera ein neuer Vulkan; man spricht dann von einem Tochtervulkan. Der Vesuv ist zum Beispiel ein solcher Tochtervulkan: Er entstand in der Caldera des Monte Somma.

Aus dem Inneren der Erde: Erze und gediegene Metalle

Kupfer war das erste Metall, das der Mensch in der Erdkruste entdeckte. Es konnte zu einfachen Werkzeugen oder Waffen geformt werden und war so wichtig, dass eine ganze Epoche nach ihm benannt wurde: die Kupferzeit. Die Werkzeuge wurden besser, als der Mensch das Kupfer mit Zinn mischte und so die Bronze erfand. Und als er lernte, Eisen zu verhütten, setzte endgültig der Siegeszug der Metallwerkzeuge ein.

Braukessel aus Kupfer
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Kupfererz
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Anders als der Erdkern besteht die Erdkruste zum größten Teil aus Nichtmetallen. Dennoch finden sich in ihrem Gestein Metalle wie Eisen, Aluminium, Mangan oder Kalium. Wie häufig sie vorkommen, können Experten (Geochemiker) genau ermitteln. So haben sie herausgefunden, dass rund sieben Prozent der Erdkruste aus Eisen bestehen.

Abbau von Eisenerz
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Wie die meisten Metalle tritt Eisen als chemische Verbindung mit anderen Elementen auf, als sogenanntes Erz. Um Eisen aus dem Erzgestein zu gewinnen, wird das Erzgestein gemahlen, mit Kohle gemischt und erhitzt. Dann läuft eine chemische Reaktion ab, die dem Erz die anderen Elemente entzieht, so dass das reine, elementare Eisen übrig bleibt.

Einige Metalle verbinden sich dagegen kaum mit anderen Elementen. Sie verwittern daher nicht und kommen in der Erdkruste in reiner Form vor. Zu diesen „gediegenen Metallen“ gehören Gold, Silber oder Platin. Platin und Gold sind außerdem äußerst selten: Gold ist durchschnittlich nur mit 0,001 Gramm in einer Tonne Gestein enthalten. Als Lagerstätte wird ein Ort aber erst dann bezeichnet, wenn die Tausendfache Menge an Gold enthalten ist – also bei einem Gramm Gold pro Tonne Gestein.

Massive gegossene Goldbarren
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Häufiger als Gold oder Platin sind die „Metalle der Seltenen Erden“. Was merkwürdig klingt, hat eine einfache Begründung: Diese Metalle gelten als selten, weil sie keine eigenen Lagerstätten bilden, also nicht konzentriert sondern nur verstreut vorkommen. Die Rede ist deshalb auch von Gewürzmetallen. Ihre Bedeutung hat in den vergangenen Jahren stark zugenommen, weil sie zur Herstellung von elektronischen Geräten wie Handys oder Computern benötigt werden.

Eisen oder Stahl rosten in Verbindung mit Sauerstoff und Wasser
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