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Lavaströme

Lavaströme können auf dem Festland oder im Meer ausfließen, wobei sie jeweils unterschiedliche charakteristische Formen ausbilden. Für den Festlandsbereich sind besonders die der Stricklava, Seillava, Fladenlava, Gekröselava bzw. Pahoehoe-Lava (hawaiianisch) bekannt, die sich bei Förderung basaltischer Schmelzen an der Erdoberfläche bilden (Abb. 8). Sie entsteht aus dünnflüssigen, gasreichen Schmelzen, bei denen die kurz nach dem Aufließen teilweise schon geringfügig verfestigte Oberfläche von der darunter weiter fließenden Lava mitgezogen wird wie eine Tischdecke: dabei wird sie unter Bildung der entsprechenden Strukturen zusammengedreht. Größere flächenhafte Pahoehoe-Ergüsse können auch in einzelne Schollen zerbrechen.

Wenn die Lava unter der erstarrten Decke linear weiter fließt, bilden sich Lavatunnel (Abb. 9), die gelegentlich kilometerlang werden können (z.B. die Cueva de los Verdes, Lanzarote).

Abb. 8: Pahoehoe-Lava, Vesuv 1944.

Abb. 9: Übereinanderliegende Lavatunnel. La Palma 1949.

Von der Decke solcher Lavatunnel herabhängende Stalagtiten-ähnliche Gebilde zeigen, wie dünnflüssig basaltische Lava sein kann. Pahoehoe-Lava ist immer ein Indiz für Ausbrüche an der Landoberfläche. Bei zunehmender Abkühlung und Entgasung können Pahoehoe-Ströme in Aa-Lava (Brockenlava, Zackenlava) übergehen, (sie „fließt“ wie ein von einer Planierraupe geschobener Kokshaufen). Ein dritter wesentlicher Typus ist Pillow- oder Kissenlava, die entsteht, wenn die Schmelze unter Wasserbedeckung ausfließt oder in feuchte Sedimente eindringt (Abb. 10). Pillowlaven bilden meist längliche Schläuche, und sie haben wegen der schnellen Abkühlung im Kontakt mit Wasser glasig erstarrte Rinden, die oft abplatzen und sich in den Zwickeln zwischen den Pillows selbst als Hyaloklastite absetzen: durch Stoffaustausch im Kontakt mit Meerwasser bildet sich aus dem besonders reaktionsfähigen Glas der gelblich gefärbte Palagonit. Pillows sind bei ihrer Ablagerung meist noch plastisch verformbar: auf ebenem Untergrund ausgeflossen, sind sie an der Basis gelegentlich abgeplattet wie Seeigel oder Pfeffernüsse, und im Stapel verzahnen sich die Schläuche manchmal wie ein Puzzle. An submarinen Vulkanhängen beobachtet man oft zerbrochene Pillows, aus deren Bruchstücken Pillowbrekzien, also vulkaniklastische Sedimente aufgebaut werden.

Abb. 10: Pillows: Querschnitte von Lavaschläuchen mit radialen Abkühlungsrissen und randlichen Glasrinden, deren Bruchstücke sich in den Zwickeln anreichern.

Hohe Effusionsraten scheinen die Ursache für die oft mehrere Meter dicken Ströme von Schichtlaven zu sein. Eine Sonderstellung bezüglich der geförderten Magmamengen nehmen aber die Flutbasalte ein, die sowohl bezüglich ihrer Ausdehnung als auch der Mächtigkeiten Ausmaße erreichen, die nur unter Ausnahmebedingungen während bestimmter Abschnitte der Erdgeschichte entstanden sein konnten. Als Ursache gelten sog. Superplumes, schlauchartig vom äußeren Erdkern aufsteigende Magmasäulen, die nur während eng begrenzter Zeiträume wirksam waren: Damit versucht man, die Basalte des Sibirischen Trapps, des Indischen Dekkan-Trapps, weitreichende Basaltdecken des Parana oder der Karru, aber auch die Columbia River Basalte zu erklären („Trapp“ wegen des treppenartig abgestuften Übereinander, das durch Unterschiede in der Ausbildung, etwa Dachbrekzien zustande kommt). Produkte solcher Superplumes sind auch aus dem submarinen Bereich bekannt: Während der mittleren Kreide waren dadurch u.a. die riesigen untermeerischen Plateaus im südwestlichen Pazifik entstanden. Die Förderung enormer Mengen basaltischer Schmelzen scheint auch an das plattentektonische Zerbrechen von Kontinentmassen geknüpft, mit denen die Entstehung neuer Ozeane eingeleitet wird. Damit werden die sog. dipping reflectors erklärt, basaltische meerwärts einfallende Gesteinskörper, die geophysikalisch von vielen Ozeanrändern nachgewiesen wurden (Hinz 1981).

Säulenstellune

Auffällige Erscheinungen vor allem basaltischer Lava sind die in oft sechseckige Säulen gespaltenen Ströme, die sich durch Schrumpfungsprozesse beim Erkalten (Abgabe von Wärme durch Konvektion) bilden. Die Säulen, die sich auf ebener Grundlage, aber auch bei Gängen und sills oder als Ausfüllung von Lavatunnels bilden können, sind immer senkrecht zur Abkühlungsfläche angeordnet, sodass man aus der Säulenstellung auch die Orientierung der Rahmengesteine ableiten kann. Auf ebener Fläche ausgeflossene Lava bildet also senkrechte Säulen, Ausfüllung von Tälern führt in manchen Fällen zu intra-canyon-flows, deren Geometrie sich an den Talwänden orientiert. Säulen sind nicht auf Basalte beschränkt, sondern können sich auch bei der Abkühlung saurer Gesteinsschmelzen bilden. Saure Schmelzen neigen zur Ausbildung von Obsidianströmen, die infolge der Zähigkeit meist nur kurz sind, oder sie bilden domartige Formen.

Abb. 11 a: Klassifikation pyroklastischer Gesteine nach Korngrößen. 11 b: Klassifikation pyroklastischer Gesteine nach Art der Komponenten (aus Rothe 1994, nach Fisher 1966).