Sep19

Wenig Anstrengung und viel Erlebnis verspricht die einfache Rundwanderung am Monte Carasso, dem Hausberg von Bellinzona. Die von der Curzùtt-S. Barnàrd-Stifftung gebaute Hängebrücke ist 270 m lang und wiegt 50 Tonnen. Dabei hängt sie 14 Meter durch, was zu einer Steigung von 24 Prozent an ihren Enden führt. Sie vermittelt Blicke in die Sementina Schlucht und Kribbelgefühle im Bauch.

Tibetische Hängebrücke am Monte Carasso bei Bellinzona © Ticino Tourismus

Tibetische Hängebrücke am Monte Carasso bei Bellinzona © Ticino Tourismus

Die Brücke ist mit der Seilbahn erreichbar, welche von Monte Carasso nach Curzùtt fährt. Curzùtt ist ein antikes und charakteristisches Hügeldorf. Es ist für seine aufwendig restaurierte, historische Baustruktur bekannt. Die alte Siedlung beweist, dass die Menschen früher die höheren Lagen zur Mogadinoebene bevorzugten. Der Ausflug führt weiter zur kleinen romanischen Kirche San Bernardo mit ihren wertvollen Fresken aus dem 14. und 15. Jahrhundert. Heute wirkt sie einsam, früher war sie fester Bestandteil des Alltagslebens der Siedlung Curzútt.

1. Von Curzùtt (Monte Carasso) Rundwanderung zur Hängebrücke. 2. Wanderung von Monte Carasso Endstation Mornera nach Capanna Albagno, Alpe Arami, Bedretto zurück nach Bellinzona

1. Von Curzùtt (Monte Carasso) Rundwanderung zur Hängebrücke. 2. Wanderung von Monte Carasso Endstation Mornera nach Capanna Albagno, Alpe Arami, Bedretto zurück nach Bellinzona

2 Rundwanderungen vom Monte Carasso aus.

2 Rundwanderungen vom Monte Carasso aus.

Geologie

Auch in Punkto Geologie ist das Bellinzonese eine interessante Sache. Vom Monte Carasso geniesst man einen uneingeschränkten Ausblick auf die Südalpen und auf die Magadino-Ebene, wo man den Verlauf der Insubrischen Linie weiss. Es ist eine scharfe Trennlinie zwischen der schwach metamorphen afrikanischen Kruste der Südalpen und der stark metamorphen europäischen Kruste der Alpen. Diese strukturelle Trennlinie, bzw. tektonische Störzone ist besonders im Tessin “gut sichtbar”, nämlich durch das steile Abfallen der Gesteinsschichten am nördlichen Rand der Magadino-Ebene, während die Gesteinsschichten der Berge im Süden flach einfallen.

Penninische Decken Tessin, Insubrische Linie und Südalpen

Penninische Decken Tessin, Insubrische Linie und Südalpen

Die Rundwanderung am Monte Carasso liegt in den Tessiner Gneisen. Es sind stark metamorphe Gesteinspakete der Penninischen Wurzelzone, d. h. Material des europäischen Kontinentalrandes. Wandert man von Mornera der Endstation der Seilbahn Monte Carasso Richtung Norden kann man bei Alpe Arami im Bedretto Tal Aufschlüsse von Eklogiten und Peridotiten, eingebettet in Gneisschichten, finden.

Granat Eklogit © Public Domain

<Granat Eklogit © Public Domain

Diese Gesteine stellen Hochdruckmetamorphe Ultramafitite aus der Tethys dar. Es sind Zeugen einer sehr komplizierten Entstehungsgeschichte sowohl petrologisch wie tektonisch. Man nimmt für die Entstehung dieser Gesteine Tiefen von mehr als 400 km an.

Eine zweitägige Geologie-Wanderung ist von Bellinzona aus möglich:
→ Mit der Seilbahn Monte Carasso zur Endstation Mornera (1346 m)
→ Wandern zur Capanna Albagno (1867 m) mit Übernachtung. Sehr schöne Aufsicht auch auf die Insubrische Linie!
→ Am nächsten Tag ca. 3 km bis zur Alpe Arami mit den Eklogit-Peridotit-Aufschlüssen. Weiter talwärts nach Bedretto und mit dem Bergtaxi zurück zum Bahnhof Bellinzona.

Viel Vergnügen!

Curzútt und die tibetische Brücke “Carasc”
Ponte tibetano “Carasc”
Ticino Ausflüge

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Sep12

Unter Wirbelsturm versteht man sturmartige oder orkanartige Windsysteme mit einer vertikalen, bzw. senkrechten Drehachse. Ausser dieser Gemeinsamkeit unterscheiden sich die Systeme in ihrer Entstehung, Struktur und Grösse. Eine genaue Unterscheidung ist deshalb wichtig.

So unterscheidet man:

Hurrikan "Irma" während der Phase der Spitzenintensität: "Irma" hat einen Durchmesser von 600 Kilometern.  © MODIS image captured by NASA’s Aqua satellite - EOSDIS Worldview, gemeinfrei

Hurrikan “Irma” während der Phase der Spitzenintensität: “Irma” hat einen Durchmesser von 600 Kilometern.  © MODIS image captured by NASA’s Aqua satellite – EOSDIS Worldview, gemeinfrei

Wie steht es um den Hurrikan “Irma”, der zur Zeit Schlagzeilen macht?

Im Atlantik sind die Bedingungen für die Entstehung tropischer Wirbelstürme besonders günstig.

Hurrikan "Irma": der Weg von den Kapverdischen Inseln nach Westen © gemeinfrei

Hurrikan “Irma”: der Weg von den Kapverdischen Inseln nach Westen © gemeinfrei

Die Verlaufsbahnen der tropischen Wirbelstürme von 1985 bis 2005 © Hintergrund: NASA, created using jdorje/Tracks by Nilfanion on 2006-08-05, gemeinfrei

Die Verlaufsbahnen der tropischen Wirbelstürme von 1985 bis 2005 © Hintergrund: NASA, created using jdorje/Tracks by Nilfanion on 2006-08-05, gemeinfrei

Der Kapverde-Typ-Hurrikan, zu dem “Irma” gehört, entwickelt sich aus tropischen Wellen, die sich durch Instabilitäten im «African Easterly Jet» bilden. Diese Wellen ziehen dann, aufgrund der Passatwinde, westwärts auf den offenen Atlantik und entwickeln sich, bei guten Umgebungsbedingungen, nahe der Kapverde-Inseln in tropische Wirbelstürme. Generell bilden sich Stürme in den Monaten August und September.

Was ist ein «African Easterly Jet»?

Es ist ein Bereich der unteren Troposphäre über Westafrika, wo die saisonale mittlere Windgeschwindigkeit bei östlicher Richtung maximal ist. Sie bilden sich aufgrund eines Temperaturkontrastes zwischen der Sahara und dem Golf von Guinea. Es herrschen maximale Windgeschwindigkeiten in 3 Kilometer Höhe nördlich des Monsuntrogs. Der Jet bewegt sich im Januar nordwärts und erreicht im August seine nördlichste Position mit den stärksten Windgeschwindigkeiten im September, wenn er wieder Richtung Süden wandert. In diesem System bilden sich zusammen mit Konvektionszellen tropische Wellen. Daraus können tropische Zyklone entstehen.

Wie eine Zyklone entsteht, wird in der Grafik gezeigt.

Schematischer Aufbau eines tropischen Wirbelsturms © gemeinfrei

Schematischer Aufbau eines tropischen Wirbelsturms © gemeinfrei

Wenn im Spätsommer und Herbst grosse Wassermengen verdunsten, steigen diese mit der warmen Luft auf und beginnen wegen der Corioliskraft zu drehen. Ein Wirbel entsteht mit einem “Auge” in der Mitte, wo sich eine wind- und niederschlagsfreie Zone befindet. Direkt um das Auge liegt die Augenwand (Eyewall ), die aus sich hoch auftürmenden Wolken besteht und in der im Allgemeinen die höchsten Windgeschwindigkeiten auftreten. Die Windrichtung in der Eyewall wird durch die Zentrifugalkraft beeinflusst (Gradientwind). In starken Hurrikanen können sich mehrere Eyewalls ausbilden. Wie im Beispiel “Irma” kann eine äussere Eyewall die Innere ersetzen. Man spricht dann von einer zyklischen Eyewall-Neubildung (eyewall replacement cycle).

Der Hurrikan Irma

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Sep05

1972 beschloss die Weltstaatengemeinschaft Kulturdenkmäler, wie die Lagunen von Venedig, die Tempel von Abu Simbel und Naturschöpfungen wie den Grand Canyon oder die Everglades, um je 2 der unterdessen 832 Weltkultur- und 206 Weltnaturerbe zu nennen, für die Menschheit zu bewahren.

Den Anstoss zur Schaffung einer Welterbe-Konvention war der  Bau des Assuan-Staudamms am Nil, der die Felsentempel von Abu Simbel und den Tempelkomplex auf der Nilinsel Philae in Oberägypten zum Verschwinden brachte.

Dazu wurde die Welterbe-Konvention geschaffen. Unterdessen musste man merken, dass die pauschalen Formulierungen vor Schaden nicht schützen!

Everglades Schwemmland beo Sonnenuntergang © nationalparks.org

Everglades Schwemmland bei Sonnenuntergang © nationalparks.org

Der Everglades-Nationalpark in Florida macht etwa 20 % des tropischen Everglades Marschlands aus und ist ein exemplarisches Beispiel für die Bedrohung, die trotz Schutz besteht.

So steht denn der Park seit 1993 auf der roten Liste der gefährdeten Welterbe, da die Bedrohung durch zunehmende Umweltverschmutzung durch Düngemittel und Quecksilber und Eingriffe in den Wasserhaushalt, d. h. Trockenlegung der Everglades ausserhalb des Parks, anhalten.

Grand Canyon: Blick vom Cape Solitude nach Norden © Tenji CC BY-SA 3.0

Grand Canyon: Blick vom Cape Solitude nach Norden © Tenji CC BY-SA 3.0

Ein weiteres Beispiel ist der Grand Canyon mit dem Colorado Fluss, der durchschnittlich 100 m breit ist, während gegenüber­liegende Randplateaus mehr als 20 km weit auseinander liegen können.

Hier liegt die Bedrohung im steigenden Massentourismus und den dutzend Dämmen, die dem wilden Treiben des Colorado ein Ende gesetzt haben. Als Folge davon sind grosse Teile des Ufers vertrocknet und die aquatische Lebensgemeinschaft hat sich eutrophiert und ist verarmt. Dies bewog denn seit einigen Jahren die lokalen Behörden die Schleusen des Glen Canyon Damms in unregelmässigen Abständen zu öffnen. Tosende Wassermassen schiessen dann innerhalb kürzester Zeit in den Grand Canyon. Dieses Vorgehen ist sehr umstritten. Die seltenen, dafür aber massiven Flutungen werden einem Wechsel eines natürlichen Flusses kaum gerecht. Der Effekt schlagartiger Flutungen könnte sich auf die über Jahrzehnte geschwächten Ökosysteme noch negativer auswirken. Um eine nachhaltige Verbesserung der Situation zu erreichen, sollten die Bemühungen dahingehen, statt vereinzelter und medienwirksamer Flutungen ein möglichst naturnahes Flussmanagement für den Colorado anzustreben.

Das erste Weltnaturerbe der Schweiz wurde 2001 mit der Region Schweizer Alpen Jungfrau-Aletsch ernannt. Es folgten Monte San Giorgio und die Tektonikarena Sardona. Auch wir sind aufgefordert unser Erbe zu schonen und Ansprüche zu Gunsten der Natur zurück zu stecken!

v.l.n.r.: Eiger (3,970 m), Mönch (4,107 m), Jungfrau (4,158 m, vom Männlichen (2,342 m) aus gesehen © Steinmann, gemeinfrei

v.l.n.r.: Eiger (3,970 m), Mönch (4,107 m), Jungfrau (4,158 m, vom Männlichen (2,342 m) aus gesehen © Steinmann, gemeinfrei

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Aug29

100 Jahre sind es her, seit Toni Hagen in Luzern das Licht der Welt erblickte. Im fernen Nepal kennt ihn jeder, in seiner Heimat muss er in Erinnerung gerufen werden. Toni Hagen, der Ingenieur-Geologe, wurde ein bedeutender, aber nonkonformer Entwicklungshelfer, der zu Lebzeiten im eigenen Land verkannt war und erst nach seinem Tod rehabilitiert wurde.

Von Beruf war er Wissenschaftler, von Berufung Vordenker einer modernen Entwicklungshilfe. Sein Einsatz für die Menschlichkeit war immens.

Toni Hagen: 17.8.1917 – 18.4.2003, © Toni Hagen Stiftung

Toni Hagen: 17.8.1917 – 18.4.2003, © Toni Hagen Stiftung

Geologe Toni Hagen mit Träger, im Hintergrund der Kanchenzönga, © Archiv Katrin Hagen

Geologe Toni Hagen mit Träger, im Hintergrund der Kanchenzönga, © Archiv Katrin Hagen

Der Geologe mit seinen Gehilfen beim Sammeln von Gesteinsproben, © Archiv Katrin Hagen

Der Geologe mit seinen Gehilfen beim Sammeln von Gesteinsproben, © Archiv Katrin Hagen

Der Geologe im Feldlabor umringt von interessierten Einheimischen, © Archiv Katrin Hagen

Der Geologe im Feldlabor umringt von interessierten Einheimischen, © Archiv Katrin Hagen

Toni Hagen zusammen mit Tibetern, © Archiv Katrin Hagen

Toni Hagen zusammen mit Tibetern, © Archiv Katrin Hagen

Schlüsselerlebnis

Auf selbstgebastelten Skiern lernte Toni Hagen in Begleitung seines Vaters die Berge kennen und lieben. 10-jährig war er, als 1927 ein Vortrag eines holländischen Forschers über den Himalaya seine Weiche stellte. Zur Lektüre wurden die Publikationen von Albert Heim und die spannenden Expeditionsberichte Sven Hedins, des Entdeckers des Transhimalaya.
Als Ingenieur-Geologe verliess er die ETH 1941, um 1945 Forschungsassistent am Geodätischen Institut und 1950 Mitglied des Entwicklungshilfeprojekts in Nepal zu werden.

14 000 Kilometer Fussmarsch!

1950 ging sein Traum in Erfüllung: Unter dem Patronat der ETH reiste er nach Nepal, in das abgeschottete Hindu-Königreich am Himalaya. Es war ein Pilottest für Entwicklungshilfe in aussereuropäischen Gefilden. Sein Interesse an der fremden Kultur war so gross, dass er Nepali lernte. Nach Ablauf der Mission für die Eidgenossenschaft blieb er zuerst im Auftrag des Königs von Nepal als Geologe. Seine geologische Feldforschung im «Land ohne Strassen» liessen ihn 14 000 Kilometer zu Fuss bewältigen, was ihn 40 Paar Schuhe kostete. Anschliessend als Uno-Beauftragter für Planungsgrundlagen von Strassen, Kraftwerkbau und allgemeine Entwicklungspläne erschienen zahlreiche Publikationen über Land und Leute, darunter die ersten zwei offiziellen UNO-Reports über Nepal, der Bildband “Nepal, Königreich am Himalaya” sowie der Report “Wege und Irrwege der Entwicklungshilfe”.

Vom Geologen zum Entwicklungshelfer

Nachdem China 1959 Tibet annektiert hatte und als Folge des tibetischen Aufstands der Flüchtlingsstrom nach Indien und Nepal einsetzte, wird aus dem geologischen Pilotexperiment ein lebenslanges Engagement für die Menschlichkeit. 1960/61 als IKRK Chefdelegierter für die Flüchtlinge wird er schlagartig vor neue Herausforderungen gestellt, die er nicht nach offiziellem Schema, sondern als praxisbezogener Realist und eigenständig urteilender Denker anging.
Sein Credo: Flüchtlinge nicht entwürdigend als Almosenempfänger in Müssigganglager stecken, sondern ihnen raschmöglichst bezahlte Arbeit verschaffen und so ihr Selbstwertgefühl stärken.
Und so setzte er sich dafür ein, dass die entwurzelten Tibeter in Nepal eine neue Heimat fanden. Und wie er das tat: Er suchte den Dalai Lama im Exil auf, nahm eine an dessen Volk gerichtete Botschaft auf Tonband auf und spielte sie den durch die Vertreibung Verängstigten vor. So konnte er ihr Zutrauen gewinnen und die Flüchtlingsstöme kanalisieren. Den König überzeugte er, den Heimatlosen Siedlungsraum zu geben.
Um sie auf eigene Füsse zu stellen, initiierte er eine Teppichindustrie, die auf über 200 000 Arbeitsplätze anwuchs und zu einem Wirtschaftsfaktor Nepals wurde. Auch die von ihm initiierte Käseherstellung aus Yak-Milch wurde erfolgreich umgesetzt.
Seine Idee für Fussgänger-Hängebrücken im Land der hohen Berge und tiefen Täler wurde sogar zu einem der erfolgreichsten Entwicklungsprojekte der Schweiz schlechthin.

Filme:
1950’s History Of Nepal film by Toni Hagen
Der Ring des Buddhas

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Aug22

95 % der weltweit vorkommenden Vulkane sind an aktive Plattenränder wie Subduktions-Rift- und ozeanische Spreizungszonen gebunden, die restlichen 5 % an Mantel-Plumes oder Manteldiapire bzw. Hotspots.

Ein Manteldiapir ist ein Gebiet im tieferen Erdmantel, von wo aus Wärme und Material in die Erdkruste aufsteigt und der Hotspot ist die Entsprechung an der Oberfläche.

 

Schema eines Manteldiapirs © Ingo Wölbern, eigenes Werk, gemeinfrei

Schema eines Manteldiapirs © Ingo Wölbern, eigenes Werk, gemeinfrei

Die Vorstellung eines Mantelplumes entstand in den 1960er Jahren und zielte darauf ab den Intraplattenvulkanismus, der unabhängig von Plattengrenzen auftritt, zu erklären.

Die meisten aktiven Intraplattenvulkane sind in ozeanischen Gebieten zu beobachten mit dem Hawaii-Archipel als bekanntestes Beispiel. Übrigens sind es basaltische Schildvulkane, siehe Beitrag Schicht- oder Schildvulkan?

Mit zunehmender Entfernung vom heute aktiven Vulkan werden die Inseln älter.

Karte der Hawaii-Emperor-Kette: Die älteren Abschnitte sind vollständig unterseeische. Diese Kette führte zur Diapir/Hotspot These© I. Wölbern - eigenes Werk, gemeinfrei

Karte der Hawaii-Emperor-Kette: Die älteren Abschnitte sind vollständig unterseeische. Diese Kette führte zur Diapir/Hotspot These© I. Wölbern – eigenes Werk, gemeinfrei

Aus dieser Beobachtung leitete man 1963 einen Zusammenhang zwischen Vulkanismus und Plattendrift ab. Der aktive Vulkan, der mit der Lithosphärenplatte wegdriftet, gerät so aus dem Umfeld der ortsfesten Magmaquelle und ein neuer Vulkan entsteht.

Hotspot © CC BY-SA 3.0

Hotspot © CC BY-SA 3.0

Das Modell wurde weiter verfeinert und die Hotspots brachte man in Zusammenhang mit aufsteigenden Plumes. Sie sind das Resultat von Konvektionsvorgängen im unteren Mantel. Mit dieser Annahme konnte auch erklärt werden, dass Hotspot Basalte eine etwas andere chemische Zusammensetzung zeigen als jene Mittelozeanischer Rücken.

Den Ablauf kann man sich folgendermassen vorstellen: Ein Plume durchquert den plastischen Erdmantel und trifft auf die festere Lithosphäre, die wie eine Trennschicht für das aufsteigende Material wirkt. So breitet sich darunter das Material pilzförmig in alle Richtungen aus und gibt Wärme ab, so dass Teile des Mantelgesteins zu schmelzen beginnen. Und je weiter der Plume aufsteigt, desto mehr Material geht infolge des abnehmenden Drucks in Schmelze. Die Druckentlastung bewirkt, dass sich das Magma durch bestehende Klüfte und Gesteinsporen bis in die Erdkruste bewegt, wo es sich in einer Magmakammer sammelt. Der Druck in der Magmakammer wird so aufgebaut bis  die Schmelze schliesslich die Erdoberfläche erreicht. Dies wird als basaltischer Vulkanismus wahrgenommen.

Geht man davon aus, dass Hotspots über lange geologische Zeiträume ortsfest sind, können Bewegungen rekonstruiert werden, die weiter in der Vergangenheit liegen.

Weitere bekannte Beispiele für Hotspot-Vulkanismus sind z. B. die Eifel in Deutschland, die Galápagos-Inseln, der Yellowstone-Nationalpark in Wyoming, der Dekkan Trapp in Indien, der Sibirische Trapp in Russland, Die Insel der Glückseligen und weitere.

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Aug15

Der Begriff “Supervulkan” ist eine Wortneuschöpfung, die einst von den Medien für die Beschreibung der Yellowstone-Caldera geschaffen wurde. Der US-Geological Survey schuf daraufhin eine Definition für Supervulkan-Eruptionen in Abhängigkeit des Vulkanexplosivitätsindexes, dem VEI. Je nach Forschergruppe wird die Grenze Vulkan-Supervulkan bei einem VEI 7-8 oder >8 gesetzt, bei einer Fördermenge von über 1000 km3 Auswurf vulkanischer Asche und Tephra. Diese Definition berücksichtigt nur explosive Ausbrüche und lassen die gigantischen, effusiven Flutbasaltprovinzen unbeachtet.

Was sind Supervulkane?

In der Regel hinterlässt eine Supervulkan-Eruption eine Caldera oder einen Krater mit einem Durchmesser von mindestens 20 Kilometern. Die Tephra-Ablagerungen erreichen in Vulkannähe oft Mächtigkeiten von mehreren 100 Metern.
Das jüngste Beispiel einer Supervulkan-Eruption ist der Ausbruch des Taupo auf Neuseeland vor etwa 26’500 Jahren bei einem VEI von 8 und einer Fördermenge von 1200 km3 Tephra. Entstanden ist der Supervulkan selbst vor etwa 300’000 Jahren und gehört zu den gefährlichsten der Welt.

Panorama des Taupo Kratersees, Nord Insel, Neuseeland © Nydhogg, gemeinfrei

Panorama des Taupo Kratersees, Nord Insel, Neuseeland © Nydhogg, gemeinfrei

Ein weiterer Supervulkan-Ausbrauch fand vor 75’000 Jahren auf Sumatra statt. Der Toba förderte 2’100 km3 Tephra und hinterliess eine 100 x 30 km grosse Caldera: Es ist der grösste Kratersee der Erde. Man vermutet, dass das vulkanische Material bis zu 80 Kilometer hoch in die Atmosphäre geschleudert wurde. Die Asche bedeckte eine Fläche von vier Millionen Quadratkilometern und gelangte bis nach Indien. Wie man sich vorstellen kann, kam es zu einer Veränderung des Erdklimas über einen längeren Zeitraum.

Falschfarben-Satellitenaufnahme des Tobasees, der eine 100 x 30 km grosse Caldera eines Supervulkans darstellt © NASA Landsat - NASA

Falschfarben-Satellitenaufnahme des Tobasees, der eine 100 x 30 km grosse Caldera eines Supervulkans darstellt © NASA Landsat – NASA

Weiter zurück liegt der Ausbruch des Yellowstone Vulkans vor 640’000 Jahren, welcher 1000 km3 Tephra förderte. Der Vulkankomplex selbst ist 17 Millionen Jahre alt und liegt über einem Hot Spot – einer Zone, in der aus einer Tiefe von 45 bis 20 km heisses Material aus dem Erdmantel in die Erdkruste aufsteigt. Das Material der Magmakammer könnte den Grand Canyon elfmal füllen. Schwefelseen und nicht Krater weisen auf den Supervulkan unter dem Yellowstone-Park hin. Auch dieses Gebiet steht immer wieder in den Schlagzeilen, weil es Anzeichen für wiederkehrende Aktivitäten gibt; auch er gehört auf die Liste der gefährlichsten Supervulkane.

Auswirkungen von Supervulkan-Eruptionen sind global, da Asche, Tephra und Gase bis in die Stratosphäre gelangen. Wie sich dies auswirken könnte, wird in der Grafik gezeigt. Die an Vulkanen austretenden Gase sind normalerweise ein Gemisch aus Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Schwefeldioxid (SO2), Schwefelwasserstoff (H2S), Salzsäure (HCl) und Fluorwasserstoff (HF). Die Menge und Zusammensetzung der Gase hängt stark von der Gesteinsschmelze ab. Basische bzw. basaltische Schmelzen sind CO2-dominiert, während saure bzw. rhyolithische Magmen Wasserdampf-dominierte Gase hervorbringen.

Der Ausstoss von Asche, Tephra und Gasen grosser Vulkane und die Wechselwirkung in der Atmosphäre © Max-Planck-Institu

Der Ausstoss von Asche, Tephra und Gasen grosser Vulkane und die Wechselwirkung in der Atmosphäre © Max-Planck-Institut

So kommt es zur Verdunkelung der Atmosphäre (global dimming) und die Sonneneinstrahlung wird reduziert (vulkanischer Winter). Bekannte Ausbrüche mit verheerenden Folgen wie der Vesuv (VEI 4), Mount St. Helens (VEI 5) und Krakatau (VEI 6) nehmen sich im Vergleich zum Ausbruch eines “Supervulkans” bescheiden aus. Aber auch sie nehmen klimarelevanten Einfluss auf die Erde.

Was sind Flutbasalte?

Flutbasalte, Plateaubasalte oder Trapps reihen sich in die Kategorie der Magmatischen Grossprovinz (Large Igneous Province, LIP) ein. Aus kilometerlangen Spalten fliesst dünnflüssige, meistens basaltische Lava. Eine solche Grossprovinz kann gut aus 1 Million km3 Magma auf einer Flächen von mehreren Millionen km2 bestehen, das sich intrusiv oder extrusiv in geologisch kurzen Zeiträumen ausbreitet. Neben den Ozeanböden stellen die kontinentalen Flutbasalte die flächenmässig grössten Lavamassen der Erde dar, es sind etwa 45%.

Sibirischer Flutbasalt, Taymyr Peninsula © Paul Wignall; Nature

Sibirischer Flutbasalt, Taymyr Peninsula © Paul Wignall; Nature

Das grösste vulkanische Ereignis der Erde ist der sibirischen Trapp in Russland mit einer Fläche von heute 2’000’000 km² und  7’000’000 km² bei seiner Entstehung vor 250 Mio. J. Das ist grösser als die Fläche Europas. Bekannt sind auch der Dekkan-Trap in Indien von 500’000 km² vor 65 Mio. J. und das Columbia River Plateau in den US Bundesstaaten Oregon, Washington und Idaho mit 160’0000 km² vor 11 – 5 Mio. J..

Als Quelle des Sibirischen Trapps wird ein Mantelplume oder Hotspot vermutet. Die wissenschaftliche Debatte darüber hält jedoch noch an. Auch für den Dekkan-Trapp wird ein Mantelplume vermutet, nämlich der, der zur Zeit den Réunion-Hotspot speist.

Siehe Beiträge:
→ Das Magma: Woher kommt es und wie entsteht es?
Der Aufbau der Erde

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Aug08

Von den 1500 aktiven Vulkanen der Erde sind etwa die Hälfte Schichtvulkane.

Schicht- oder Stratovulkane

Zu erkennen sind sie an ihrer konischen, steilen Kegelform mit einem oder mehreren Kratern. Stratovulkane werfen grosse Mengen an pyroklastischem Material aus: Bis 60 t schwere Bomben können es sein, oder nur kleine glühende Lapilli, Asche oder Tuffe. Wie der Name schon sagt, besteht ein Schichtvulkan aus verschiedenen Lagen von Lava und Asche, beziehungsweise Pyroklastika, was auf ihr grosses Explosionspotential hinweist. Das Magma ist reich an Kieselsäure mit SiO2 > 52 % und deshalb sehr zähflüssig. Solche Laven bewegen sich nur langsam und lagern sich in der Nähe des Kegels ab. Auf diese Weise wird der Vulkankegel aufgeschichtet und nach jeder Eruption erhöht. Nur feine Bestandteile wie Asche und Staub werden über weite Flächen verteilt.

Ein typischer Schichtvulkan: Fuji vom Shōji-See aus betrachtet, © 名古屋太郎, CC BY-SA 3.0

Ein typischer Schichtvulkan: Fuji vom Shōji-See aus betrachtet, © 名古屋太郎, CC BY-SA 3.0

Bekannte Stratovulkane sind der Fuji, der Hausberg Japans, der Mount Mayon auf den Philippinen, der Llaima in Chile, der Merapi in Indonesien, der Vesuv, der Ätna und die Vulkane der Liparischen Inseln, Mount St. Helens und viele andere.

Die restliche Hälfte teilen sich Schildvulkane (ca. 12 %), Maare und Caldera-Vulkane, kleine und kegelförmige Schlacke- und Aschekegel-Vulkane und Lavadome aus zählflüssiger und langsamer, aber schnell erstarrender Lava .

Schildvulkane

Schildvulkane zeigen eine breitflächige Ausdehnung bei flacher Hangneigung. Das Magma ist denn auch viel basischer als beim Stratovulkan mit SiO2 < 50 % und damit auch dünnflüssiger. Eine solche Lava kann weite

Der Skjaldbreiður im Þingvellir, Island: ein typischer Schildvulkan, © Reykholt, CC BY-SA 3.0

Der Skjaldbreiður im Þingvellir, Island: ein typischer Schildvulkan, © Reykholt, CC BY-SA 3.0

Strecken zurücklegen und grosse Gebiete bedecken. Bei den Schildvulkanen gibt es einen zentralen Förderschlot. Bekannte Beispiele sind der Mauna Loa auf Hawaii, der sich 4 km über dem Meeresspiegel erhebt, von seiner Basis auf dem Meeresboden aus gemessen sind es allerdings 10 km. Es ist somit der grösste Schildvulkan der Erde. Weiter Beispiele sind der Vulkan Piton de la Fournaise auf La Réunion, die isländischen Vulkane und die Riftvulkane im Ostafrikanischen Graben. Der grösste und höchste Berg des Sonnensystems ist der Olympus Mons auf dem Mars.

Schlackenkegel

Schlackenkegel sind ein einfacher Vulkan Typus. Sie bestehen aus Partikeln und Tropfen erstarrter Lava, die aus einem einzelnen Schlot ausgeworfen wurden. Wenn gasbeladene Lava kräftig in die Luft geschleudert wird, zerbricht sie in kleine Fragmente, die sich verfestigen und als Schlacke um den Schlot herum zu Boden fallen und einen Kegel bilden. Die meisten Schlackenkegel besitzen einen Krater auf ihrem Gipfel und erheben sich nur selten mehr als dreihundert Meter über ihre Umgebung.

Der Schlackenkegel Paricutín in Mexiko, © gemeinfrei

Der Schlackenkegel Paricutín in Mexiko, © gemeinfrei

Ein Beispiel findet sich in der Nähe des mexikanischen Dorfes Parícutin. Im Jahre 1943 kam es zu einer explosiven Eruption, die mit entweichenden Gasen aus geschmolzener Lava  anfing. Es bildete sich Schlacke, die um die Schlotöffnung liegenblieb und sich zu einem Kegel mit einer Höhe von etwa 400 Metern anhäuften. Die letzte explosive Eruption hinterliess einen trichterförmigen Krater. Nachdem die Gase freigesetzt waren, strömte das geschmolzene Gestein still auf die umgebende Kegeloberfläche und bewegte sich in Form von Lavaflüssen hangabwärts. Die Reihenfolge – Eruption, Entstehen von Kegel und Krater, Lavafluss – beschreibt recht gut die Entstehung eines Schlackenkegels.

Lavadome

Sie entstehen aus relativ kleinen, knolligen Lavamassen, die zu zähflüssig sind, um über weite Strecken zu fliessen und so stapelt sich die Lava über und um den Schlot. Ein solcher Dom wächst durch Ausdehnung von innen.

Der neue Dom im Krater des Mount St. Helens, © gemeinfrei

Der neue Dom im Krater des Mount St. Helens, © gemeinfrei

So wie er wächst, kühlt seine Oberfläche ab und härtet aus, zersplittert dann und befördert einzelne Fragmente über die Flanke. Manche Dome bilden zerklüftete Beulen oder Rücken über der Schloten, andere bilden kurze, steile Lavaflüsse sogenannte “Coulees”. Vulkanische Dome treten in der Regel innerhalb der Krater oder an den Flanken von grossen Schichtvulkanen auf. Ein zerstörerisches Beispiel ist der Mont Pelée auf Martinique. 1902 ging es los mit dem Anwachsen eines Doms am Schichtvulkan, Mont Pelée. Die Küstenstadt St. Pierre, etwa sechs Kilometer hangabwärts im Süden wurde vernichtet und fast 30’000 Einwohner wurden von einem weissglühendem Aschefluss mit enormer Geschwindigkeit und den damit verbundenen heissen Gasen und vulkanischem Staub getötet.

In der unteren Grafik werden die Eruptionseigenschaften in Bezug zu den Vulkantypen aufgezeigt.

Vulkantypen und Eruptionseigenschaften, © CC-BY-SA 4.0

Vulkantypen und Eruptionseigenschaften, © CC-BY-SA 4.0

Zur Frage der geografischen Verteilung der Vulkane und der Beziehung der Vulkane zur Tektonik verweise ich auf die Beiträge: Das Magma, woher kommt es und wie entsteht es?Der Aufbau der Erde, Die sieben SchwesternTomatensauce und Lavabrei.

Und hier noch eine kleine Fragerunde: Welcher Vulkantyp hat Pompeji zerstört?

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