Vulkane

Maare und phreatische Eruptionen



Ein Maar ist ein Vulkankrater, der entsteht, wenn Magma mit dem Grundwasser in Berührung kommt und eine Dampfexplosion erzeugt.

Ukinrek Maar: Ansichten des East Ukinrek Maar Crater, der sich im April 1977 während eines 10-tägigen Ausbruchs gebildet hat. Dieser Ausbruch bot Forschern die seltene und jüngste Gelegenheit, die Bildung eines Maars durch vulkanische Aktivität zu beobachten. (EIN) Eine vertikale Ansicht des Kraters mit einem Durchmesser von etwa 300 Metern. Nicht sichtbar ist ein 49 Meter hoher Lavadom im Krater, der jetzt von Wasser bedeckt ist. Der den Krater umgebende Boden ist in diesem Foto des Fisch- und Wildtierdienstes vom Juli 1990 mit Tephra bedeckt. Vergrößern. (B) Ein Foto des phreatomagmatischen Ausbruchs und der Wolke, aufgenommen während des Ausbruchs im April 1977. Bild von der United States Geological Survey. Vergrößern. (C) Ein Blick auf die südöstliche Kraterwand zeigt geschichtete Tephra-Ablagerungen, die während des Ausbruchs von 1977 entstanden sind. Etwa 15 Meter Tephra liegen über einer dünnen Schicht aus Gletschern, bis die Aschenablagerungen, die bei einem früheren Ausbruch in der Ugashik Caldera entstanden sind, beseitigt sind. Bild von der United States Geological Survey. Vergrößern. 1

Maar-Diagramm: Querschnitt durch ein Maar, der die durch die phreatomagmatischen Explosionen ausgegrabene Diatreme, den den Krater umgebenden Tuffring aus Tephra und die Entstehung eines Sees durch den Grundwasserspiegel im Krater zeigt.

Viele der explosiven Ausbrüche von Kilauea vor 1924, die erhebliche Ascheablagerungen verursachten, ereigneten sich wahrscheinlich, als der Gipfelkrater des Vulkans so tief war, dass sein Boden unter dem Grundwasserspiegel lag und das Grundwasser in einen See eindrang. Immer wenn Magma in das Wasser des Sees ausbrach, kam es zu heftigen Explosionen von Dampf und vulkanischen Gasen, die das Magma in winzige Aschepartikel zersplitterten und sich schnell bewegende, extrem heiße aschebeladene Dampfwolken (pyroklastische Stöße) aus dem Krater trieben. Bild und Bildunterschrift von USGS.

Was ist ein Maar?

Ein Maar ist ein flacher Vulkankrater mit steilen Seiten, der von Tephra-Ablagerungen umgeben ist. Die Tephra-Ablagerungen sind in der Nähe des Kraters am dicksten und nehmen mit zunehmender Entfernung vom Krater ab.

Ein Maar wird durch eine oder mehrere unterirdische Explosionen gebildet, die auftreten, wenn heißes Magma mit seichtem Grundwasser in Kontakt kommt und eine heftige Dampfexplosion erzeugt. Diese Explosionen zerstören die darüber liegenden Gesteine ​​und schleudern sie zusammen mit Dampf, Wasser, Asche und magmatischem Material in die Luft. Die Materialien wandern normalerweise direkt in die Luft und fallen auf die Erde zurück, um die Tephra-Ablagerungen zu bilden, die den Krater umgeben. Wenn sich die Tephra lithifiziert, wird sie zu einem magmatischen Gestein, das als Tuff bezeichnet wird.

Tuff: Wenn sich die ein Maar umgebende Tephra lithifiziert, wird sie zu einem Felsen, der als "Tuffstein" bekannt ist. Tuff besteht aus Gesteinsbruchstücken und großen Tephra-Stücken in einer Matrix aus Vulkanasche. Bild von Roll-Stone aus Wikimedia.

Der Kraterboden eines Maars befindet sich normalerweise unter der ursprünglichen Erdoberfläche. Nach dem Ausbruch verwandelt ein Zufluss von Grundwasser den Krater oft in einen flachen See.

Die meisten Maare haben einen Durchmesser von einigen hundert bis tausend Metern und eine Tiefe von weniger als einhundert Metern. Die größten Maare der Welt sind die Espenberg Maare auf der Seward-Halbinsel in Alaska. Diese Maare haben einen Durchmesser von bis zu 8000 Metern und eine Tiefe von bis zu 300 Metern. Sie entstanden während des Pleistozäns, als aufsteigendes Basaltmagma auf gefrorenen Permafrost traf. Es wird angenommen, dass eine langsame, aber anhaltende Wasserversorgung aus dem Permafrost zur enormen Größe dieser Maare beitrug. 2

Wie häufig sind Maare?

Maars sind zahlreicher als die meisten Menschen erkennen. Maare sind nach Schlackenkegeln die zweithäufigste vulkanische Landform. 3 Wenn Sie die Global Volcanism Program-Datenbank der Smithsonian Institution durchsuchen, können Sie Hunderte von Maaren finden. 4

Maare sind als vulkanische Landschaftsmerkmale unterrepräsentiert, da sie klein sind und keine felsige vertikale Entwicklung aufweisen, die sie witterungs- und erosionsbeständig machen würde. Da es sich um relativ kleine, flache Vertiefungen handelt, können sie leicht mit Sedimenten gefüllt und nicht als vulkanische Merkmale erkannt werden.

Maars bei Duan, Deutschland: Die ersten Maare, die beschrieben werden, befinden sich in der Nähe von Daun, Deutschland. Diese Luftaufnahme zeigt Martin Schildgen. Bild, das unter einer Creative Commons-Lizenz verwendet wird. Vergrößern.

Phreatische Eruptionen

Die Explosionen, die ein Maar bilden, werden als phreatische Explosionen bezeichnet. Sie werden teilweise durch die enorme und sofortige Volumenänderung angetrieben, die auftritt, wenn Wasser in Dampf aufblitzt.

Bei plötzlicher Erwärmung wandelt sich ein Kubikmeter Wasser in 1.600 Kubikmeter Dampf um. Geschieht dies unter der Erdoberfläche, kann es zu einem vertikalen Ausbruch von Dampf, Wasser, Asche, Vulkanbomben und Gesteinsabfällen kommen. Die Vulkankegel, die durch diese Eruptionen erzeugt werden, bestehen hauptsächlich aus Ejekta und haben normalerweise ein sehr niedriges Relief - nur einige zehn Meter.

Crater Elegante: Landsat-Bild von Crater Elegante, Sonora, Mexiko. Dieses Maar entstand, als ein Ausbruch in einem Bereich, in dem der Grundwasserspiegel nicht hoch genug ist, um den Krater zu überfluten, durch das Basaltgestein schoss. Crater Elegante ist der größte von zehn Maaren auf dem Gebiet des Vulkans Pinacate. Vergrößern.

Phreatomagmatische Eruptionen

Einige Magmen enthalten enorme Mengen gelösten Gases - manchmal bis zu mehreren Gewichtsprozent. Dieses Gas steht unter sehr hohem Einschlussdruck, da sich das Magma unter der Erdoberfläche befindet. Während der Bildung eines Maars wird der Stein über der Magmakammer normalerweise weggestrahlt. Dies verringert plötzlich den begrenzenden Druck auf das Magma und sein gelöstes Gas. Der plötzliche Druckabbau ermöglicht eine sofortige und heftige Expansion des gelösten Gases. Das Magma entgast dann wie eine Dose geschütteltes Bier, wenn die Zuglasche entfernt wird. Wenn das Entgasen von Magma die Explosionskraft erhöht, wird der Ausbruch als "phreatomagmatisch" bezeichnet.

Nicht alle phreatischen und phreatomagmatischen Eruptionen entstehen durch die Wechselwirkung von heißem Magma mit Grundwasser. Andere Wasserquellen sind Seen, Bäche, der Ozean oder schmelzender Permafrost.

Maar Information
1 Vulkane der Alaska-Halbinsel und der Aleuten: Eine Sammlung von Fotografien mit Beschreibungen des United States Geological Survey, zuletzt abgerufen im Januar 2017.
2 Die größten bekannten Maare der Erde, Seward Peninsula, Nordwest-Alaska: J.E. Beget, D.M. Hopkins und S.D. Charron; Arctic, Band 49, Nummer 1, Seiten 62-69, 1996.
3 Das Hopi Buttes-Vulkanfeld: Mallory Zelawski, Artikel auf der Website des Arizona Geological Survey, zuletzt abgerufen im Januar 2017.
4 Vulkane der Welt: Online-Datenbank des Global Volcanism Program der Smithsonian Institution, zuletzt abgerufen im Januar 2017.

Mehrfachexplosionen

Maare werden normalerweise durch mehrfache Explosionen gebildet. Zunächst kann es in mehreren Tiefen gleichzeitig zu Explosionen kommen. Nach den ersten Explosionen fließt das Grundwasser aus den umliegenden Gebieten in Richtung Krater ab und treibt zusätzliche Explosionen an. Diese dauern an, bis die Grundwasserversorgung vor Ort erschöpft ist oder die Magmaquelle erschöpft oder abgekühlt ist. Der Ausbruch von 1977 im East Ukinrek Maar Crater, der auf den Fotos oben auf dieser Seite zu sehen ist, bestand aus einer Reihe von Explosionen, die zehn Tage lang andauerten.

Das größte bekannte Maar

Das größte bekannte Maar der Erde ist der Devil Mountain Maar Lake, der sich im nördlichen Teil der Seward-Halbinsel von Alaska befindet. Es wurde durch einen hydromagmatischen Ausbruch hervorgerufen, der vor etwa 17.500 Jahren stattfand. Die Explosion verbreitete Tephra auf einer Fläche von etwa 2.500 Quadratkilometern. Die Tephra ist in der Nähe des Maars mehrere zehn Meter dick und nimmt mit zunehmender Entfernung vom Maar ab. 2

Verfasser: Hobart M. King, Ph.D.

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