Vulkane: Entstehung und Ausbruch

Der Erdmantel ist zum größten Teil fest, obwohl es dort über 1.000 °C heiß ist – der hohe Druck verhindert das Schmelzen. Magma entsteht deshalb nur dort, wo sich die Bedingungen ändern. An divergierenden Plattengrenzen steigt Mantelmaterial auf, der Druck nimmt ab und das Gestein beginnt zu schmelzen. An Subduktionszonen bringt die abtauchende Platte Wasser mit in die Tiefe, und Wasser senkt die Schmelztemperatur des Gesteins. Deshalb liegen rund drei Viertel aller aktiven Vulkane am Pazifischen Feuerring, der Kette von Plattengrenzen rund um den Pazifik.

Magma ist leichter als das umgebende Gestein und steigt in Spalten auf, sammelt sich in einer Magmakammer und drückt gegen das Deckgebirge. Entscheidend für den Ausbruch ist die Zähigkeit (Viskosität). Sie hängt vom Anteil an Kieselsäure ab: Magma mit wenig Kieselsäure ist dünnflüssig, Gase können leicht entweichen, die Lava fließt ruhig aus. Magma mit viel Kieselsäure ist zäh, Gase stauen sich auf, der Druck steigt – bis der Pfropf zerreißt und der Ausbruch explosiv verläuft.

Es gibt auch Vulkane weit von jeder Plattengrenze entfernt. Über einem Hotspot, einer ortsfesten heißen Zone im Mantel, schiebt sich die Platte hinweg. So entstand die Kette der Hawaii-Inseln, deren Vulkane nach Nordwesten hin immer älter werden. Magma heißt die Schmelze unter der Erde, Lava erst nach dem Austritt an der Oberfläche.

Der Pazifische Feuerring ist eine rund 40.000 Kilometer lange Kette aus Plattengrenzen, die den Pazifischen Ozean fast vollständig umschließt. An seiner Ostseite taucht die Pazifische Platte unter die amerikanischen Kontinentalplatten, an seiner Westseite unter Japan, die Philippinen und Indonesien. Genau an diesen Subduktionszonen entstehen die zähen, wasserreichen Magmen, die Schichtvulkane wie den Fuji oder den Popocatépetl aufbauen.

Nicht jeder bekannte Vulkan liegt am Feuerring. Der Ätna auf Sizilien und der Vesuv bei Neapel liegen an der Plattengrenze zwischen Afrika und Europa, weit vom Pazifik entfernt. Der Mauna Loa auf Hawaii wiederum liegt mitten auf der Pazifischen Platte, weil dort ein Hotspot Magma aus großer Tiefe liefert und keine Plattengrenze nötig ist.

Für Schülerinnen und Schüler ist die Karte deshalb eine gute Gedächtnisstütze: Wer die Lage eines Vulkans kennt, kann meist auch seinen Typ ableiten. Liegt er an einer Subduktionszone, ist ein Schichtvulkan mit explosiven Ausbrüchen wahrscheinlich. Liegt er über einem Hotspot oder an einer divergierenden Grenze, ist eher ein Schildvulkan mit ruhigem Lavaausfluss zu erwarten.

Ein häufiger Fehler ist die Annahme, alle Vulkane seien gleich gefährlich oder brächen auf dieselbe Weise aus. Tatsächlich hängt die Gefahr stark vom Magmatyp ab: Ein Schildvulkan wie der Mauna Loa lässt sich meist rechtzeitig evakuieren, weil die Lava langsam fließt. Ein Schichtvulkan kann dagegen ohne große Vorwarnung explosiv ausbrechen und Glutwolken mit über 100 km/h talwärts schicken.

Ein zweiter Fehler ist es, Magma und Lava als unterschiedliche Materialien zu verstehen. Es handelt sich um dieselbe Gesteinsschmelze, nur der Ort entscheidet über den Namen: unter der Erde Magma, nach dem Austritt an der Oberfläche Lava. In einer Klassenarbeit lohnt es sich, diesen Unterschied explizit zu benennen, auch wenn danach nicht direkt gefragt wird.

Für die Klassenarbeit hilft eine feste Reihenfolge beim Beantworten von Aufgaben zu Vulkanen: Erst den Kieselsäuregehalt oder die Lage einordnen, dann daraus die Zähigkeit ableiten, dann Ausbruchsart und Form bestimmen und erst zuletzt ein Beispiel nennen. Wer sofort mit einem Beispiel beginnt, vergisst häufig die eigentliche Begründung.