Vulkanschule

Vulkanismus für Schüler (ab 13 Jahren)

Die Zahlen im Bild geben Euch einen Überblick über die Entstehung der Vulkane.

  1. Plattentektonik
  2. Magma & Schlackenkegel
  3. Gesteinsarten
  4. Vulkantypen
  5. Nutzung vulkanischer Rohstoffe

Plattentektonik für Schüler

Bei ihrer Geburt war die Erde zunächst nichts anderes als ein Meer aus flüssigem, enorm heißem Gestein. Während der Abkühlungsphase bildete sich über Jahrmillionen hinweg eine dünne Kruste festen Gesteins. Diese Kruste verhärtete sich immer mehr zu kilometerdicken Platten. Diese Platten bewegen sich; man spricht von Plattentektonik.

Im Rahmen der Plattentektonik werden zwei Plattenarten unterschieden:

Plattentektonik für SchülerKonvergierende Platten sind mit ca. 85% die am weitesten verbreitete Plattenform. Die Platten werden untereinander geschoben. Dabei schmilzt die ozeanische Platte (untere Platte) und es entsteht Magma. Ein Erkennungsmerkmal für diese Art der Plattenverschiebung sind z.B. Vulkanketten.

 

 

Plattentektonik für SchülerDivergierende Platten weichen auseinander. Sie entstehen, wenn flüssiges Gestein aus dem Inneren der Erde durch Öffnungen in der Kruste den Weg nach oben findet. Diese Art der Plattenverschiebung findet sich besonders häufig im mittelozeanischen Rücken.

Ohne die Vulkan gäbe es heute kein Leben auf unserem Planeten. Ein großer Teil des fruchtbaren Festlandes ist vulkanischen Ursprungs. Vulkanische Gase sorgten für die kohlendioxidreiche Atmosphäre, die wiederum von den Pflanzen mit Sauerstoff angereichert wird. Aus dem Dampf, der bei Eruptionen entsteht, bildeten sich Wolken. Sie füllten die Weltmeere. Die Erde befindet sich immer noch im Abkühlungsprozess. Damit sinkt auch die Zahl der aktiven Vulkane nach und nach. Zur Zeit gibt es noch ungefähr 500 aktive Vulkan auf unserem Planeten. Und jede Menge im Weltall.

Magma und Schlackenkegel

Magma und SchlackenkegelIn einer Tiefe von ca. 75 bis 250 km bildet sich Magma. Sie steigt durch einen oder mehrere Schlote nach oben. Dabei verändert sie ihre Zusammensetzung, da sie einige Bestandteile unterwegs verliert, andere aber aufnimmt.

Manchmal sammelt sich die aufsteigende Magma zunächst in sog. Magmakammern. Da von unten weiter Magma emporsteigt, nimmt der Druck in der Kammer zu. Die dortige Magma steigt durch einen Schlot nach oben und wird als Lava herausgeschleudert. Da die Lava flüssig ist, können die in ihr enthaltenen Gase relativ leicht entweichen. Der Ausbruch ist damit weniger eruptiv.

 

Aufbau eines SchlackenkegelsDer Schlot bildet nach der Explosion einen gut sichtbaren Krater.

Die Lava erstarrt zu Basalt und bildet den typischen Schlackenkegel.

 

Die verschiedenen vulkanischen Gesteinsarten

BimsBims

Bims ist ein hochporöses Gestein aus durch Gas aufgeschäumtem Magma. Weil das Material extrem leicht ist, wurde es beim Ausbruch des Laacher See Vulkans als Asche bis zu 40 km hoch geschleudert und vom Wind bis nach Schweden getragen.

 

 

Die Unterteilung wird nach der Korngröße vorgenommen:

TuffTuffsteine

Unter dem Einfluss von Grund- und Oberflächenwasser verfestigten sich die lockeren bimsreichen Ablagerungen zu Tuff. Die Materialstruktur veränderte sich, es bildeten sich Kristalle neu und führten zu einer Zementation im Tuff. Diese sorgte im Kontakt mit Wasser für die Entstehung des Tuffsteins. In der vulkanischen Osteifel wird seit der Römerzeit bis heute Tuffstein abgebaut.

 

BasaltBasalt

Basalt ist ein Ergussgestein. Es wurde aus beim Vulkanausbruch aus dem oberen Erdmantel herausgelöst. Es ist dunkel und sehr hart und wird auch heute noch im Straßenbau, als Pflastersteine oder als feuerfestes Material eingesetzt.

 

 

 

Vulkantypen für Schüler erklärt

Auf der Erde gibt es verschiedene Vulkantypen: einige von Ihnen explodieren heftig und stoßen eine große Aschewolke aus. Bei anderen ergießt sich die Lava ohne Explosion in ruhig fließenden Strömen über die Hänge. Um welchen Typ Vulkan es sich handelt, hängt von der chemischen Zusammensetzung des Magmas ab. Als Faustregel lässt sich hier sagen: ein hoher Gehalt an Kieselsäuren macht das Magma zähflüssig, ein hoher Gehalt an Wasserdampf hochexplosiv.

SchildvulkanSchildvulkane

Die „Haut" dieses Vulkantyps ist sehr dünn. Sie gibt schon unter geringem Druck des darunter brodelnden Gesteins nach. Ohne größere Explosionen fließt so die dünnflüssige Lava aus Spalten und Kratern. Es bilden sich ausgedehnte, flache Lavadecken. Der Vulkan hat somit eine breite Schildartige Form und eine Vielzahl von Schloten. Das bekannteste Beispiel für einen solchen Schildvulkan ist der Kilauea auf Hawaii.

 

 

SchichtvulkanSchichtvulkane

Dieser Vulkantyp findet sich überall dort, wo tektonische Platten aufeinander treffen. Sie sind zwar wesentlich kurzlebiger als die Schildvulkane (nur ca. 50.000 Jahre!), dafür aber auch wesentlich gefährlicher. Es kommt zum Ausbruch, wenn eine Platte unter die andere geschoben wird. bei hohem Wasserdampf- und Kieselsäuregehalt ist das Magma zähflüssig. Es versperrt den Gasblasen den Weg nach oben. Dadurch steigt der Druck in der Magma. Sie explodiert. Die Lava wird als kleinste Ascheteilchen bis in die Stratosphäre geschleudert. Aus den Schlacken, die auf die Erde zurück fallen, entstehen Schlackekegel. Bekannte Beispiele dieses Vulkantyps sind Vesuv, Mount St. Helens und der Stromboli.

MaareMaare

Trifft das Magma auf dem Weg nach oben auf eine wasserhaltige Gesteinsschicht, kommt es zu einer gewaltigen Explosion. Das Magma bleibt förmlich in der Tiefe stecken; nur die Gase kommen durch. Das Gestein wird durch den Druck zusammen mit der Magma in kleinste Bestandteile zerfetzt und aus dem Explosionstrichter herausgeschleudert. Um diesen kreisrunden Trichter herum bleibt ein Wall stehen.
Beispiele für Maare finden sich vor allem in der Eifel, z.B. bei Ulmen oder Daun.

CalderenCalderen oder Einbruchtrichter

Sie entstehen, wenn sich eine große Magmakammer immer mehr geleert hat. Die Decke der Kammer hält irgendwann dem Druck der über ihr lagernden Steine nicht mehr stand. Sie stürzt ein. Es entsteht ein meist runder oder ovaler Einbruchtrichter, die Caldera. Ihr Durchmesser kann von mehreren hundert Metern bis zu Hundert Kilometern betragen.
Ein gutes Beispiel für eine Caldera ist der Laacher See.

Die Nutzung des vulkanischen Rohstoffes Tuff

Mit hoher Geschwindigkeit rasten vor fast 13.000 Jahren die Glutlawinen und Ascheströme des Laacher See Vulkans durch die Täler. Die bis zu 600°C heißen Lawinen hinterließen eine karge Mondlandschaft und zerstörten alles Leben. Die mitgeführten Aschen verfestigten sich über viele Jahre hinweg durch den Kontakt mit Wasser zu Tuff. Als vor über 2.000 Jahren die Römer unsere Region besiedelten, entdeckten sie schon bald den weißen Tuff als Baumaterial. Noch heute werden diese Tuffsteine abgebaut. Jedoch in einer weit größeren Tiefe. Leider wurden durch den modernen Abbau die meisten dieser römischen Steinbrüche zerstört. Nicht so auf dem Gelände der Trassgrube Meurin. Hier haben Besucher die Gelegenheit in die unterirdische Arbeitswelt längst vergangener Zeiten zu blicken.

Tuff im Römerbergwerk Meurin

Enge Gänge, schlechte Lichtverhältnisse und staubige Luft prägten den Alltag der römischen Untertagearbeiter, die in Tiefen von 4 bis 6 Metern Tuffe abgebaut hatten. Nur wer selbst in diese Gänge hinab gestiegen ist, kann sich vorstellen, was die Menschen damals geleistet haben.Die gebrochenen Rohblöcke wurden über Rundhölzer zu den Material-schächten transportiert. Von dort wurden sie mit Kränen an die Oberfläche befördert.

 

Der Tuffstein wurde in einzelnen Kammern unter Tage gewonnen. Um Einstürze zu vermeiden, achteten die Römer darauf, dass im Deckenbereich noch eine stabile Schicht aus festem Stein erhalten blieb. Aus dem gleichen Grund wurden an mehreren Stellen Pfeiler aus wertvollem Stein stehengelassen. An den Wänden dieser Pfeiler sind zahlreiche Spuren des alten Abbaus erhalten geblieben. Diese ermöglichen den Wissenschaftlern heute eine detaillierte Rekon-struktion der einzelnen Arbeitsvorgänge. Auch über dem Bergwerk herrschte vor 2000 Jahren rege Betriebsamkeit. Im Bergwerk gebrochen, mit einem Kran ans Tageslicht befördert, wurde der Tuffstein vor Ort bearbeitet. Im Außengelände des Römerbergwerkes Meurin wurde dieser Arbeitsbereich mit Steinmetzhütte, Werkzeugschmiede und einen römischen Kran rekonstruiert. An einigen Wochenenden im Sommer erwecken römische Steinmetze und Schmiede diesen Bereich wieder zum Leben.

Aber auch heute werden die Produkte der Vulkane vielfältig genutzt. Hier siehst du z.B. den heutigen Abbau von Bimssteinen.

Neben den katastrophalen Folgen des Vulkanismus, bietet er den Menschen auch Chancen: