Wie Vulkane entstehen

Alles fließt

"panta rhei" - heißt auf Deutsch : Alles fließt. Das wusste der griechische Philosoph Heraklit bereits im fünften Jahrhundert vor Christus und meinte damit, dass sich alles im Zustand ständigen Entstehens und Vergehens befindet. Das gilt insbesondere für unsere Erde, denn die Erdkruste verändert sich ständig - und das, obwohl wir davon im Allgemeinen nichts mitbekommen. Nur manchmal, nämlich dann, wenn die Erde bebt oder Vulkane ausbrechen, wird uns das bewusst.

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Der Schalenaufbau der Erde

Der innere Kern ist fest, der äußere Kern ist flüssig.

Um zu verstehen, was dabei eigentlich passiert, begeben wir uns zunächst zum Mittelpunkt der Erde: zum so genannten Erdkern. Dieser teilt sich in einen festen, inneren und einen flüssigen, äußeren Kern aus einer Eisen-Nickel-Verbindung. Hier unten herrschen Temperaturen von etwa 2.800-5.000 °C.

Konvektionsströme - der Motor für die Drift der Kontinente.

Um diesen Kern herum liegt der untere Mantel: Er besteht aus festen Verbindungen von Sauerstoff mit den Metallen Silizium, Magnesium, Aluminium und Eisen. Die Temperatur im unteren Erdmantel ist nicht mehr ganz so heiß wie im Kern: "Nur noch" 1.700-2.800 °C herrschen hier vor. Der untere Mantel wird vom oberen Mantel umschlossen. Forscher vermuten, dass das Gestein in dieser Zone plastisch ist, also weder flüssig, noch fest, sondern eine Art zähe Masse. Große Temperaturunterschiede in dieser Zone führen zu so genannten Konvektionsströmen. Das bedeutet: Heißes Material steigt nach oben, kühlt dort ab und sinkt wieder nach unten. Auf diese Weise entsteht eine riesige Walze aus plastischem Gestein. Und genau das ist der Motor, der die Erdkruste in ständiger Bewegung hält.

Wie die Kontinente sich bewegen

Die Erdplatten bewegen sich mit 2 bis 10 cm pro Jahr.

Die Erdkruste ist keine feste, durchgehende Hülle, sondern sie besteht aus vielen großen und kleinen Stücken: den so genannten Erdplatten. Bis auf die Pazifische Platte, die ausschließlich aus ozeanischer Kruste besteht, haben sie sowohl einen ozeanischen als auch einen kontinentalen Anteil. Angetrieben durch die Konvektionsströme bewegen sich diese Platten.

Die schwere, ozeanische Platte schiebt sich unter eine leichte, kontinentale Platte.

An einigen Stellen driften sie auseinander: Hier kann Magma aus dem Inneren nach oben steigen, abkühlen und neues Gestein bilden. Da die Erde eine Kugel ist, bewegen sich an anderen Stellen die Platten aufeinander zu: Dann schiebt sich der schwerere, ozeanische Krustenteil unter den leichteren, kontinentalen Teil. Als Folge davon schmilzt das Gestein der unteren Platte wegen des großen Drucks und der höheren Temperatur und sinkt bis in den oberen Erdmantel ab.

Explosive Mischung

Die Vulkane der Anden sind typische "Subduktionsvulkane".

Die Schmelze verhält sich jedoch völlig anders als die plastische Gesteinsmasse des Erdmantels, weil sie viel Wasser und Kieselsäure enthält. Außerdem ist sie flüssig und enthält sehr viele Gase: Eine explosive Mischung also, die in Richtung Erdkruste aufsteigt und ihr Volumen immer mehr vergrößert. Schließlich sucht sie sich einen Weg an die Erdoberfläche und durchbricht unter großem Druck die Erdkruste. So entsteht ein Vulkan an einer so genannten Subduktionszone.

Hot Spot

Die Insel La Réunion ist über einem Hot Spot entstanden.

Es gibt jedoch noch eine andere Art von Vulkanismus, deren Quelle noch tiefer in der Erde zu suchen ist: im flüssigen, äußeren Kern. Von dort aus steigen Temperaturströme wie Schneidbrenner in Richtung der Erdkruste. Dabei wird Mantelmaterial erhitzt und mit nach oben geführt. An der Stelle, wo dieses Material die Erdkruste durchschlägt, entsteht ein Vulkan. Die Lava eines so entstandenen Vulkans enthält jedoch wenig Wasserdampf und ist deshalb nicht sehr explosiv.