Vom Schmelzfluss zum Gestein
Geschmolzenes Gestein im Untergrund heißt Magma; sobald es ausbricht, Lava. Entscheidend ist die Viskosität – wie zäh es fließt –, die mit dem Kieselsäuregehalt steigt. Kieselsäurearmer Basalt fließt leicht und bildet breite Schildvulkane und lange Lavaströme, wie am Kīlauea auf Hawaiʻi. Kieselsäurereicher Rhyolith ist zäh und hält Gas zurück, das meist explosiv entweicht und Asche, Bimsstein und steile Kuppeln hervorbringt.
Die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt danach die Textur. Rasch abgekühlte Lava kann glasig zu Obsidian werden; langsam erstarrtes Magma tief im Untergrund bildet sichtbare Kristalle und ergibt Gesteine wie Granit.
Definition: Viskosität
Fließwiderstand. Honig ist zäher als Wasser; Rhyolithlava ist weit zäher als Basalt.
Definition: Intrusion
Ein Magmakörper, der im Untergrund erstarrte, ohne auszubrechen, und später manchmal durch Erosion freigelegt wird.
Säulen durch Abkühlung
Der Giant's Causeway in Nordirland besteht aus rund 40.000 ineinandergreifenden Säulen, die aus dicken Basaltströmen entstanden, die vor etwa 50 bis 60 Millionen Jahren ausbrachen. Jenseits des Meeres ist die Fingalshöhle auf Staffa in dieselbe Lavafamilie gehauen. Die Sage schreibt sie dem Riesen Finn McCool zu; die Physik bietet eine gut geprüfte Erklärung.
Wenn ein dicker, ruhender Lavastrom abkühlt, zieht er sich zusammen. Das Gestein kann nicht als einheitliche Platte schrumpfen und reißt deshalb. Die Risse beginnen an den abkühlenden Oberflächen und wachsen nach innen. Das Muster, das Spannungen am wirksamsten abbaut, neigt zu sechseckigen Säulen, wobei fünf- und siebeneckige häufig vorkommen. Labor- und Geländearbeiten zeigen, dass langsamere Abkühlung im Allgemeinen breitere Säulen erzeugt.
Auch der Devils Tower in Wyoming zeigt Säulen, doch seine Entstehung ist ein ehrliches Beispiel für eine ungelöste Frage. Geologen sind sich einig, dass es sich um Magmatit handelt, der im Untergrund erkaltete und durch Erosion freigelegt wurde. Ob es ein Lakkolith, ein vulkanischer Schlot oder ein Stock war, ist weiterhin umstritten.
Säulige Klüftung entsteht durch thermische Kontraktion beim Abkühlen.
Devils Tower: Lakkolith, vulkanischer Schlot oder Stock – die Belege stützen mehr als eine Deutung.
Vulkane, die in unserer Lebenszeit entstanden
Im Februar 1943 öffnete sich in einem Maisfeld nahe dem Dorf Parícutin in Mexiko eine Spalte. Innerhalb eines Jahres war ein Schlackenkegel hunderte Meter hoch gewachsen; die Ausbrüche dauerten bis 1952 und begruben zwei Dörfer unter Lava. Er gehört zu den wenigen Vulkanen, die Wissenschaftler von ihrer Entstehung bis zur Ruhe beobachten konnten.
Vor der Südküste Islands stieg Surtsey zwischen 1963 und 1967 aus dem Meer empor. Seitdem steht die Insel als natürliches Labor unter Schutz und dokumentiert, wie Wellen eine neue Insel abtragen und wie Leben nackten Fels besiedelt.
Erosion kann auch das Innere eines Vulkans freilegen. Shiprock in New Mexico ist ein Vulkanschlot: der verhärtete Förderkanal eines abgetragenen Vulkans, von dem sich strahlenförmig Gänge durch die Ebene ziehen.
Vulkanformen im Vergleich
Unterwasservulkane kühlen Lava sofort zu runden „Kissen“ ab. Diese Form ist die häufigste vulkanische Gesteinsform der Erde, auch wenn man sie selten sieht. In Dallol in Äthiopien sind die leuchtend gelben und grünen Becken gar keine Lava, sondern heiße, saure, salz- und schwefelreiche Quellen. Vulkanische Hitze zeigt sich hier durch Wasser.
| Form | Hauptprozess | Beispiel | Typischer Zeitrahmen |
|---|---|---|---|
| Säulenbasalt | Schrumpfung beim Abkühlen | Giant's Causeway | Jahre bis Jahrzehnte Abkühlung |
| Schlackenkegel | Fragmente, die sich um einen Schlot auftürmen | Parícutin | Monate bis ein Jahrzehnt |
| Quellkuppe | Erosion legt einen Förderkanal frei | Shiprock | Millionen von Jahren |
| Kissenlava | Schnelles Abkühlen im Wasser | Mittelozeanische Rücken | Minuten pro Kissen |
| Hydrothermalfeld | Heiße Fluide, die Mineralien absetzen | Dallol | Kontinuierlich, ändert sich jährlich |
MagmatischKissenlava
Glasige Krusten über Lava, die im Inneren weiterfloss.
MagmatischObsidian und Bims
Dieselbe kieselsäurereiche Schmelze: Eine erstarrte dicht, die andere wurde mit Gas aufgeschäumt.