Читать книгу Vulkanismus - Hans-Ulrich Schmincke - Страница 40
Auslösung von Vulkaneruptionen
ОглавлениеDen einfachsten Grund für eine Vulkaneruption kann man darin sehen, daß ein Magma sich deshalb von seinem Muttergestein löst, aus dem es herausgeschmolzen ist, weil es leichter als dieses ist und sein Auftrieb so groß ist, daß es bis in die obere Erdkruste steigen kann. Es gibt indessen, wie in Kapitel 3 gezeigt, wenige primäre Magmen, die nicht beim Aufstieg signifikant modifiziert werden. Man kann daher davon ausgehen, daß die meisten Magmen, die an der Erdoberfläche eruptieren, zunächst in unterschiedlichen Stockwerken in einem oder mehreren Zwischenreservoiren stagnieren, differenzieren, sich mit älteren Magmen mischen oder durch Gesteine der Kammerwände kontaminiert werden.
Eine verbreitete Vorstellung für die Vorbedingung explosiver Eruptionen ist die, daß sich bei der Kristallisation eines Magmas in der Restschmelze zwischen den Kristallen flüchtige Bestandteile so stark konzentrieren können, daß sie die Sättigungsgrenze des Magmas an diesen Volatilen überschreiten, Blasen bilden und daß dadurch ein Überdruck entsteht, der zur Explosion führt, ein Vorgang, der auch mit der Studierenden Ehrfurcht einflößenden Bezeichnung retrograde Dampfdrucksteigerung bezeichnet wird. Dieser Mechanismus ist vermutlich verantwortlich für das partielle Zerbrechen des Gesteinsdachs über manchen Intrusionen (porphyry-copper-Erzlagerstätten). Als allgemeinen Mechanismus für explosive Vulkaneruptionen kann man ihn wohl ausschließen, denn praktisch alle untersuchten Ablagerungen von explosiven Eruptionen hochdifferenzierter Magmen beginnen mit kristallarmen bis -freien Magmen – und Magmen kristallisieren generell von den kühlen Randflächen nach innen. Mit anderen Worten: Die explosive Energie entwickelt sich in den – noch – flüssigen Teilen eines abkühlenden Magmareservoirs.
Der Gehalt an H2O – und an anderen Volatilen, insbesondere Halogenen – in den im obersten Bereich einer Magmasäule akkumulierten, stärker differenzierten Schmelzen kann sich bei fortschreitender Differentiation so stark erhöhen – soweit nicht durch Kristallisation OH−-haltiger Minerale gepuffert –, daß, vereinfacht ausgedrückt, durch Blasen- und Schaumbildung ein Überdruck entsteht, der die Zugspannungsfestigkeit des überlagernden Gesteinsdaches übersteigt und so eine explosive Eruption auslöst (22). Dieses Modell läßt sich auf große explosive Eruptionen hochdifferenzierter Magmen anwenden, die häufig durch extreme chemisch-mineralogische Zonierungen charakterisiert sind. Auch die Tatsache, daß in mehrphasigen Vulkanen die einzelnen Eruptionsphasen von Pausen unterbrochen sind, die oft mehrere 10.000 Jahre oder länger dauern, spricht für einen kausalen Zusammenhang zwischen der Akkumulation einer kritischen Menge eines an Volatilen reichen, hochdifferenzierten Magmas und explosiven Eruptionen. Es gibt allerdings unterschiedliche Auffassungen über die möglichen Mechanismen, die zur Zerreißung eines Magmas führen. Doch davon mehr in Kapitel 10.