<strong>Quarks</strong> & <strong>Co</strong> | <strong>Leben</strong> <strong>mit</strong> <strong>Vulkanen</strong> | Sendung vom 04.02.2003http://www.quarks.<strong>de</strong>Wie Vulkane entstehenAlles fließtKruste, Mantel und Kern:<strong>de</strong>r Schalenaufbau <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>"panta rhei" - heißt auf Deutsch : Alles fließt. Das wusste <strong>de</strong>r griechische PhilosophHeraklit bereits im fünften Jahrhun<strong>de</strong>rt vor Christus und meinte da<strong>mit</strong>, dass sich allesim Zustand ständigen Entstehens und Vergehens befin<strong>de</strong>t. Das gilt insbeson<strong>de</strong>re fürunsere Er<strong>de</strong>, <strong>de</strong>nn die Erdkruste verän<strong>de</strong>rt sich ständig - und das, obwohl wir davon imAllgemeinen nichts <strong>mit</strong>bekommen. Nur manchmal, nämlich dann, wenn die Er<strong>de</strong> bebto<strong>de</strong>r Vulkane ausbrechen, wird uns das bewusst.Der Schalenaufbau <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>Um zu verstehen, was dabei eigentlich passiert, begeben wir uns zunächst zumMittelpunkt <strong>de</strong>r Er<strong>de</strong>: zum so genannten Erdkern. Dieser teilt sich in einen festen,inneren und einen flüssigen, äußeren Kern aus einer Eisen-Nickel-Verbindung. Hierunten herrschen Temperaturen von etwa 2.800-5.000 °C.Der innere Kern ist fest, <strong>de</strong>räußere Kern ist flüssigKonvektionsströme - <strong>de</strong>r Motorfür die Drift <strong>de</strong>r KontinenteUm diesen Kern herum liegt <strong>de</strong>r untere Mantel: Er besteht aus festen Verbindungenvon Sauerstoff <strong>mit</strong> <strong>de</strong>n Metallen Silizium, Magnesium, Aluminium und Eisen. DieTemperatur 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, alsowe<strong>de</strong>r flüssig, noch fest, son<strong>de</strong>rn eine Art zähe Masse. Große Temperaturunterschie<strong>de</strong>in dieser Zone führen zu so genannten Konvektionsströmen. Das be<strong>de</strong>utet: HeißesMaterial steigt nach oben, kühlt dort ab und sinkt wie<strong>de</strong>r nach unten. Auf diese Weiseentsteht eine riesige Walze aus plastischem Gestein. Und genau das ist <strong>de</strong>r Motor, <strong>de</strong>rdie Erdkruste in ständiger Bewegung hält.Wie die Kontinente sich bewegenDie Erdplatten bewegen sich <strong>mit</strong>2 bis 10 cm pro JahrDie Erdkruste ist keine feste, durchgehen<strong>de</strong> Hülle, son<strong>de</strong>rn sie besteht aus vielen großenund kleinen Stücken: <strong>de</strong>n so genannten Erdplatten. Bis auf die Pazifische Platte,die ausschließlich aus ozeanischer Kruste besteht, haben sie sowohl einen ozeanischenals auch einen kontinentalen Anteil. Angetrieben durch die Konvektionsströmebewegen sich diese Platten.An einigen Stellen driften sie auseinan<strong>de</strong>r: Hier kann Magma aus <strong>de</strong>m Inneren nachoben steigen, abkühlen und neues Gestein bil<strong>de</strong>n. Da die Er<strong>de</strong> eine Kugel ist, bewegensich an an<strong>de</strong>ren Stellen die Platten aufeinan<strong>de</strong>r zu: Dann schiebt sich <strong>de</strong>r schwerere,ozeanische Krustenteil unter <strong>de</strong>n leichteren, kontinentalen Teil. Als Folge davonschmilzt das Gestein <strong>de</strong>r unteren Platte wegen <strong>de</strong>s großen Drucks und <strong>de</strong>r höherenTemperatur und sinkt bis in <strong>de</strong>n oberen Erdmantel ab.Die schwere, ozeanische Platteschiebt sich unter eine leichte,kontinentale PlatteSeite 1
<strong>Quarks</strong> & <strong>Co</strong> | <strong>Leben</strong> <strong>mit</strong> <strong>Vulkanen</strong> | Sendung vom 04.02.2003http://www.quarks.<strong>de</strong>Explosive MischungDie Vulkane <strong>de</strong>r An<strong>de</strong>n sindtypische "Subduktionsvulkane"Die Insel La Réunion ist übereinem Hot Spot entstan<strong>de</strong>nDie Schmelze verhält sich jedoch völlig an<strong>de</strong>rs als die plastische Gesteinsmasse <strong>de</strong>sErdmantels, weil sie viel Wasser und Kieselsäure enthält. Außer<strong>de</strong>m ist sie flüssig un<strong>de</strong>nthält sehr viele Gase: Eine explosive Mischung also, die in Richtung Erdkruste aufsteigtund ihr Volumen immer mehr vergrößert. Schließlich sucht sie sich einen Wegan die Erdoberfläche und durchbricht unter großem Druck die Erdkruste. So entstehtein Vulkan an einer so genannten Subduktionszone.Hot SpotEs gibt jedoch noch eine an<strong>de</strong>re Art von Vulkanismus, <strong>de</strong>ren Quelle noch tiefer in <strong>de</strong>rEr<strong>de</strong> zu suchen ist: im flüssigen, äußeren Kern. Von dort aus steigen Temperaturströmewie Schneidbrenner in Richtung <strong>de</strong>r Erdkruste. Dabei wird Mantelmaterialerhitzt und <strong>mit</strong> nach oben geführt. An <strong>de</strong>r Stelle, wo dieses Material die Erdkrustedurchschlägt, entsteht ein Vulkan. Die Lava eines so entstan<strong>de</strong>nen Vulkans enthältjedoch wenig Wasserdampf und ist <strong>de</strong>shalb nicht sehr explosiv.Jo Siegler, Marion WernerSeite 2