Lava

Lava: Magma, das an der Oberfläche ausfließt

Differentationsgrad: höhere Differentiation bedeutet höhere Polymerisation, höhere Dickflüssigkeit und höheren Gasgehalt, aber niedrigere Temperatur (hochdifferenziert: 800 °C vs. undifferenziert: 1000 °C bis 1200 °C), große Rauchsäulen, Eruptionen und Vulkane in Kegelform entstehen eher bei differenzierterem Magma

Kissenlava: Lava, das unter Wasser ausfließt, wegen dem hohen Wasserdruck bilden sich kissenförmige Strukturen

Stricklava: sehr dünnflüssige, basaltische Lava, die an Land ausfließt, Entstehung von Basaltsäulen senkrecht zur Abkühlungsoberfläche

Blocklava: höher differenzierte Lava, höherer Gasgehalt führt zur Bildung von Block-Strukturen und Block-Lavaströmen

hochdifferenzierte Lava: nur bei ausnahmsweise geringem Gasgehalt möglich (sonst Eruption), sehr zäh

Obsidian: natürliches, hochdifferenziertes vulkanisches Glas, auch möglich bei wenig Differentiation als basaltisches Glas

  • Kissenlava entsteht: aus Basaltmagma, das unter Wasser ausfließt

  • Stricklava entsteht: an Land

  • Blocklava ist: höher differenziert

Tephra

Tephra: alles, was explosiv aus Vulkanschloten kommt (Asche, Bomben usw.), je höher das Magma differenziert ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit für eine vulkanische Explosion

Fallablagerungen: fliegen auf ballistischen Flugbahnen und sind gut sortiert, gleich große Brocken landen gleich weit, Asche verteilt sich wesentlich weiter

Korngrößen-Klassifikation der pyroklastischen Gesteine:
unter 2 mm Asche, von 2 mm bis 64 mm Lapilli, über 64 mm Blöcke und Bomben

Schichtvulkane: typische Schichtvulkane entstehen durch abwechselnden Auswurf von Lava und Tephra, durch große Korngröße entsteht ein steiler Böschungswinkel

Pyroklastische Ströme, Surges, Ignimbrite

Eruption eines Vulkans: spontane adiabatische (ohne Wärmeaustausch verlaufende) Entleerung durch Bildung von Überdruck im vulkanischen Schlot wegen hochdifferenziertem Magma, Entstehung einer konvektiven Eruptionssäule wegen Einmischung von kalter Luft, starke Explosionen heißen auch plinianische Eruptionen

Glutwolke und Glutlawine: fließen den Berg hinab, Glutlawine gleitet lautlos auf einem Luftpolster über dem Boden, vor Glutlawine gleitet ein sog. Ground Surge

Ignimbrite: Ablagerungen von Ground Surges, Glutlawinen und Glutwolken, wegen der niedrigen Viskosität können sich Ignimbrit-Ablagerungen sehr weit verbreiten, Verbreitung auch über Wasser möglich (Luftpolster)

  • Fallablagerungen sind: gut sortiert

  • Ausgangstemperatur eines rhyolithischen Glutstroms liegt bei: 800 °C

  • Auf bau der Ignimbrite von unten nach oben:
    Base-Surge-Ablagerungen, Glutlawinen-Ablagerungen, Glutwolken-Ablagerungen

Vulkanformen

Schlackenkegel und pyroklastische Kegel: wenn zufällig gasreiche, undifferenzierte Magma austritt (also dünnflüssige, basaltische Magma), Größe im Kilometer-Bereich

Schildvulkane: immer noch undifferenzierte Magma, „Soße“ läuft aus, dies führt zur Bildung von großen, extrem flachen Basaltplateaus, z. B. Hawaii, Olympus Mons

Schichtvulkane: mittlerer Differentiationsgrad, Wechsel von Lava und Tephra (daher steiler Böschungswinkel), sprengen sich hin und wieder selbst in die Luft (z. B. Vesuv), nach der Explosion führt ein zylinderförmiges Absacken der Kruste zu einer sog. Caldera (existiert auch beim Olympus Mons)

Dome und Maare: Lavadome sind hügelförmige Erhebungen, die durch die Eruption (Herauspressen) von sehr zähflüssiger Lava entstehen, Maare entstehen überwiegend aus stark untersättigten, extrem dünnflüssigen Magmen, diese gelangen schnell an die Oberfläche, bei Kontakt mit Grundwasser kommt es zu Dampfexplosionen, dadurch entstehen ein Sprengtrichter und ein Tuffwall, hört auf, wenn Magma oder Wasser zur Neige geht, Sprengtrichter füllt sich mit einem Maarsee

  • Schlackenkegel/pyroklastische Kegel entstehen bei:
    Eruption von undifferenziertem Magma

  • Schichtvulkane verdanken ihre Form und Ausdehnung:
    höher differenziertem Magma (zäher und gasreicher)

  • globale Wahrscheinlichkeit, dass Schichtvulkane explodieren: sehr hoch

  • Maare entstehen, wenn: extrem niedrig viskoses Magma auf Grundwasser trifft

Eruptionstypen

wenig differenzierte Magma: Magmenseen, Spalteneruptionen, Lavafälle (basaltische, gasarme Magmen)

höher differenzierte Magma: Tephra, Blocklava, Schichtvulkan (höhere Viskosität, höherer Gasgehalt), ist Eruptionssäule höher als ca. 10 km, dann gelangt Asche in die weitgehend wetterfreie Stratosphäre und es gibt Probleme für die Zivilisation, bei Eruption ist starker Gewitterregen möglich wegen Partikel als Kondensationskeime

Spätvulkanische Erscheinungen

hydrothermale Gänge: wenn ein Vulkan nicht mehr aktiv ist, kann sich überhitztes (bis 407 °C) oder überkritisches (bis 650 °C) Wasser bilden, überkritisches Wasser ist sehr aggressiv und löst alles, daher kommt es zur hydrothermalen Ablagerung von Erzen

andere spätvulkanische Erscheinungen: Schwefelausblühungen, Schlammvulkane (Bildung über Mischung von Asche mit Wasser oder durch Verwitterung von vulkanischem Glas zum Tonmineral Montmorillonit (wichtigster Bestandteil des Gesteins Bentonit, „natürlichstes Waschmittel, das man sich vorstellen kann“)), hochsaure und -basische Bäche (pH-Werte von 1 oder 12), Geysire (Ursache: adiabatische Schwingungen der unterirdischen Dampfspeicher), bunte Kerne in Schichtvulkanen, die Vererzungen enthalten (gebildet durch die Tätigkeit von überkritischem Wasser)

  • nach dem Ende der effusiven (durch Ausfließen von Lava bewirkten) Tätigkeit findet eine tiefgreifende Umwandlung der Gesteine statt durch:
    heißes, überkritisches Wasser

  • welcher Prozess verändert vulkanisches Gestein am intensivsten:
    Umwandlung von vulkanischem Glas in Tonmineral

  • wo sollte man in einem erloschenen Schichtvulkan nach Erzlagerstätten suchen: im bunten Kern

Altersdatierung von Gesteinen

relative Methoden zur Altersbestimmung: stratigrafische Methoden (jüngere Schichten liegen normalerweise über älteren), paläontologische Methoden (eingeschlossene Fossilien bestimmter Arten), impaktgeologische Methoden (auf anderen Planeten und Monden besitzt eine ältere Oberfläche mehr Einschlagskrater als jüngere Oberflächen)

absolute Methoden zur Altersbestimmung: radiometrische und isotopenchemische Methoden

  • welche Lebensweise liefert die besten Leitfossilien:
    im Wasser leben (z. B. Plankton und Nekton, d. h. die „Schwimmwelt“)

  • Ammoniten sind: gute Leitfossilien

  • Körperteile des Menschen mit hohem Fossilisationspotential:
    Zähne und Titan-Implantate

  • Sauerstoff-Isotopie: für Paläoklima

  • Reichweite der \ce{^{14}C}-Methode: ca. 50 000 a

  • Oberflächendatierung auf anderen Himmelskörpern: durch Kraterzählung