Читать книгу Vulkanismus - Hans-Ulrich Schmincke - Страница 31

Magmen entstehen generell durch partielle Aufschmelzung, wobei wir drei Mechanismen voneinander unterscheiden: Wärmezufuhr, Druckerniedrigung und Zufuhr fluider Phasen. Die Zusammensetzung eines primären Magmas wird bestimmt von der des Ausgangsgesteins und vom Grad der Aufschmelzung. Dabei wird primäres Magma als eine Schmelze definiert, die mit ihrem Ausgangsgestein im Gleichgewicht steht. Basaltmagmen entstehen im Erdmantel aus Peridotit, besonders durch Dekompression, aber auch Erniedrigung der Peridotitschmelzkurve durch Fluide. Granitmagmen entstehen vor allem – aber nicht nur – durch partielle Aufschmelzung von unteren Krustengesteinen. Die an den Korngrenzen des Ausgangsgesteins entstandenen Schmelzen sind wegen ihrer geringeren Viskosität beweglich und besitzen wegen ihrer geringeren Dichte einen Auftrieb. Wenn sich genügend Schmelze angesammelt hat, steigt das Magma relativ schnell entlang von Spalten auf, die sich die aufsteigende Schmelze selber schafft und die sich hinter der aufgestiegenen Schmelze wieder schließen oder als erkaltete Gesteinsgänge überleben. Diese Auftriebskraft reicht nur in Ausnahmefällen, wie bei den aus ca. 150 km Tiefe unter alten Schilden aufsteigenden Kimberlitmagmen, aus, um ein Magma direkt an die Erdoberfläche zu befördern. Magmen, die bis in die Oberkruste oder an die Erdoberfläche steigen können, sind allerdings im allgemeinen nicht primär, sondern im Verlauf ihres Aufstieges unterschiedlich stark differenziert.

Die Vielfalt der Vulkanite und Plutonite beruht also auf unterschiedlichen Muttergesteinen, aus denen Magmen durch partielle Aufschmelzung entstehen. Diese umfassen ein großes Spektrum verschiedener Typen von Mantelperidotit, abgetauchter Ozeankruste und unterer Kontinentalkruste. Da diese Magmen aber normalerweise nicht direkt an die Erdoberfläche steigen, können sie sich in verschiedenen Stockwerken sammeln, abkühlen, partiell auskristallisieren, weiter aufsteigen, sich mischen usw. Durch verschiedenartige Differentiationsprozesse kann so aus einem basaltischen ein rhyolithisches Magma entstehen, wobei aus 100 Teilen Basaltmagma je nach seiner Zusammensetzung (Tholeiit, Alkalibasalt usw.) etwa 10 Teile Rhyolith-, Trachyt- oder Phonolithmagma entstehen können.

Voraussetzung für viele explosive Vulkaneruptionen ist die Anreicherung flüchtiger Spezies, vor allem H₂O und CO₂, während der Differentiation in oberflächennahen Magmasäulen, da diese Verbindungen bei niedrigen Drucken freie Gase bilden können. Auch die Bildung vieler Erzlagerstätten ist mit der starken Differentiation mancher Magmen verbunden. Die häufigsten, aber am wenigsten erforschten Magmakammern finden sich unter den Mittelozeanischen Rücken. Um die Bildung von Vulkanen in den unterschiedlichen geotektonischen Environments besser erklären zu können, werde ich zunächst die Themen Magmenrheologie und Volatilen behandeln.