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8.1: Vulkane - Geowissenschaften

8.1: Vulkane - Geowissenschaften


In Kapitel 7 haben wir das Innenleben der Erde vorgestellt: die Zusammensetzung der Erde, die Plattentektonik und den Gesteinskreislauf. In diesem Kapitel werden wir diese Themen erweitern und detailliert die Mechanismen diskutieren, die die Lithosphäre formen.

Die Lage der Vulkane konzentriert sich um den Pazifikrand, den ostafrikanischen Graben und den atlantischen Rücken – insbesondere auf Island. Es gibt auch einige verirrte Vulkane mitten im Pazifik und Atlantik. Der Großteil der Erdoberfläche ist frei von vulkanischer Aktivität. Warum gruppieren sich Vulkane in diesen Regionen?

Der Vulkanismus steht in direktem Zusammenhang mit der Theorie der Plattentektonik. In der folgenden Diskussion werden wir die drei Umstände zusammenfassen, die die Entstehung fast jedes Vulkans auf der Erde erklären. Lassen Sie uns jedoch zunächst die beiden Arten von Vulkanen durchgehen.

In einem früheren Kapitel haben wir zwei Arten von Erdkrusten beschrieben: Die dicke, relativ schwimmfähige und leichte, kieselsäurereiche Kontinentalkruste und die schwere, dünne Ozeankruste aus Eisen- und Magnesiumsilikatgestein. Zwei Arten von Magma entsprechen diesen beiden Arten von Krusten (flüssiges Gestein heißt Magma wenn es unter der Erdoberfläche ist – über der Erdoberfläche heißt es it Lava). Vulkane auf dem Meeresboden bestehen aus dem gleichen Material, aus dem der Meeresboden besteht – Eisen- oder Magnesiumsilikatmineralien. Dieses Magma ist sehr flüssig oder nicht viskos. Es bildet sich breit Schildvulkane wie die Insel Hawaii, die große Mengen Lava ausbricht. Auf der anderen Seite neigen Vulkane, die aus silikatischem Magma entstehen, dazu, steil und hoch zu sein, wie der Mount St. Helens in Washington. Kieselsäurereiches Magma ist auch sehr dick oder viskos und neigt dazu, sehr heftige, aschereiche Eruptionen ohne viel Lava zu verursachen.

Vulkanismus, wo Platten kollidieren

Es gibt zwei Arten von Plattenkollisionen: Ozean-Kontinent und Ozean-Ozean. Die subduzierte Platte schmilzt teilweise nach unten (teilweises Schmelzen), und das geschmolzene Material steigt durch die Kruste auf und bildet einen Vulkan. Das geschmolzene Material enthält mitgerissene Teile des Meeresbodens und Wasser, ist also silikareicher und schwimmfähiger als reine Meereskruste. Wenn das Magma aufsteigt, schmilzt es zusätzliche Kruste um es herum, was es noch silikareicher macht – besonders wenn es durch die kontinentale Kruste aufsteigt. Wie oben besprochen, ist dieses silikareiche Magma viel viskoser als seine mafisch (Magma, das reich an Eisen und Magnesium ist und weniger als 50% Siliziumdioxid enthält) Cousin. Das aufsteigende Magma bildet oft Pfropfen im Hals des Vulkans, was zu einem Druckaufbau in der Magmakammer und schließlich zu einer hochexplosiven Eruption führt. Oftmals verlässt das Magma die Kammer nicht und kühlt langsam unter der Oberfläche ab und bildet Granit oder eine andere Art von intrusivem Eruptivgestein.

Wo Platten kollidieren, entstehen zwei Arten von Vulkanen. Wenn eine Ozeanplatte mit einer Kontinentalplatte kollidiert, bilden sich auf der Kontinentalplatte vulkanische Berge. Beispiele für aktive Vulkanberge sind heute die Cascade Range in Washington und die Anden in Südamerika. Manchmal folgt einem Pfropfen aus silikatischem Magma in einem Vulkan ein Volumen von flüssigem mafischem Magma aus der Tiefe der Erde. Wenn dieses mafische Magma ausbricht, breitet es sich schnell aus und bedeckt große Gebiete. Die Flutbasalte des kolumbianischen Plateaus in Oregon-Washington bedeckten die Region vor 12 Millionen Jahren.

Wo zwei Ozeanplatten kollidieren, bilden sich Vulkane in einem „Inselbogen“. Inselbögen zeichnen sich durch ihre lineare Struktur aus, die die Plattengrenze widerspiegelt. Japan, die Philippinen und Neuseeland sind Beispiele für Inselbögen.

Vulkanismus, wo Platten auseinander gehen

Zuvor haben wir festgestellt, dass es in Ostafrika eine Reihe von Vulkanen gibt, und wir haben auch mehrere in der Nähe des Mittelatlantischen Rückens und auf der Insel Island festgestellt. Dies sind Beispiele für Vulkane, die sich dort bilden, wo Platten divergieren. Die treibende Kraft hinter der Auseinanderbewegung der Platten ist das Aufsteigen von heißem Magma im Mantel, das sich seitlich ausbreitet und die Plattenbewegung antreibt. Manchmal schmilzt ein Teil dieses heißen Magmas die darüberliegende Kruste, wodurch die Kruste dünner wird und sich Vulkane bilden.

Der ostafrikanische Riss ist eine Zone der Ausdünnung und Bewegung der Kruste, in der der afrikanische Kontinent dabei ist, sich in zwei Teile zu spalten. Dies ist ein Beispiel für Vulkanismus bei der Bildung einer Plattengrenze. Hier ist die kontinentale Kruste aufgrund eines Auftriebs von heißem Magma aus der Tiefe der Erdkruste viel dünner als normal. Dies ist der Beginn einer neuen Plattengrenze. Die Vulkane des ostafrikanischen Grabens sind eine Kombination aus dem silikareichen, explosiven Typ und dem silikaarmen mafischen Typ.

Die Insel Island liegt auf dem Mittelatlantischen Rücken und ist ein Beispiel für eine Reihe von Vulkanen, die sich dort bilden, wo Ozeanplatten divergieren. Die Vulkane, aus denen Island besteht, sind alle mafisch, also haben sie eine Insel mit flach abfallenden Bergen gebildet oder Schildvulkane. Schildvulkane sind große, sanft abfallende Gipfel, die aus aufeinanderfolgenden Eruptionen mafischer Lava entstanden sind.

Hot-Spot-Vulkane inmitten von Ozeanplatten

Manchmal bildet ein Auftrieb von heißem Magma aus Gründen, die noch nicht gut verstanden sind, einen „Hot Spot“ in der Mitte einer Ozeanplatte. Der Hot Spot erzeugt einen Schildvulkan. Oft bleibt der Hotspot an der gleichen Stelle, während sich die Platte darüber bewegt, wodurch eine Reihe von Inseln entsteht. Ein Beispiel dafür ist die hawaiianische Inselkette. Die älteste Insel Niihau liegt nordwestlich der jüngsten Insel Hawaii. Die Inselkette dokumentiert die Bewegung der pazifischen Platte beim Überfahren des Hotspots.


Anzeichen des Erwachens: Analyse von Vulkanen, um zukünftige Eruptionen vorherzusagen

Was verursacht eine Eruption? Warum brechen manche Vulkane regelmäßig aus, während andere jahrtausendelang inaktiv bleiben?

Ein Team von Geologen und Geophysikern unter der Leitung der Universität Genf (UNIGE), Schweiz, hat die Literatur zu den internen und externen Mechanismen überprüft, die zu einem Vulkanausbruch führen. Durch die Analyse der Thermomechanik tiefer vulkanischer Prozesse und der Magmaausbreitung an die Oberfläche sowie der Magmachemie stellten die Geologen fest, dass der größte Teil des aus der Tiefe aufsteigenden Magmas tatsächlich keinen Vulkanausbruch verursacht. Sie zeigen auch, dass ältere Vulkane seltener, aber größere und gefährlichere Eruptionen produzieren.

Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in Natur Bewertungen Erde und Umwelt, wird dazu beitragen, Modelle vulkanischer Prozesse zu verfeinern, um die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf die mehr als 800 Millionen Menschen, die in der Nähe aktiver Vulkane leben, zu reduzieren.

Vulkanische Aktivität bleibt schwer vorherzusagen, selbst wenn sie genau überwacht wird. Warum ist der Fuji nach dem starken Erdbeben in Tohoku, Japan, nicht ausgebrochen? Warum hat der Ausbruch des Eyjafjallajökul so viel Vulkanasche erzeugt? Um die Ursachen von Vulkanausbrüchen zu ermitteln, haben Geologen und Geophysiker um Luca Caricchi, Professor am Department of Earth Sciences der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der UNIGE, die vorhandene Literatur aufgegriffen und alle Stadien, die einem Ausbruch vorausgehen, analysiert.

Der Weg des Magmas aus den Tiefen der Erde

Magma ist geschmolzenes Gestein, das aus Dutzenden von Kilometern Tiefe kommt und an die Erdoberfläche aufsteigt. “Während seiner Reise kann Magma in Reservoirs in der Erdkruste eingeschlossen werden, wo es Tausende von Jahren stagnieren und möglicherweise nie ausbrechen kann,”, erklärt Meredith Townsend, Forscherin am Department of Earth Sciences der Universität von Oregon (USA).

Der auf thermomechanische Modellierung spezialisierte amerikanische Forscher konzentrierte sich auf die Berechnung des Drucks, der erforderlich ist, damit das Magma die Gesteine ​​rund um das Reservoir aufbricht und an die Oberfläche aufsteigt. Eleonora Rivalta, Forscherin am Potsdam-Forschungszentrum für Geowissenschaften (Deutschland) und der Universität Bologna (Italien), untersuchte die Ausbreitung von Magma, wenn es an die Oberfläche aufsteigt: “Wenn es flüssig genug ist, wenn es nicht flüssig ist zu viele Kristalle enthalten, kann Magma durch eine Art selbstangetriebenes Fracking sehr schnell aufsteigen,”, fährt sie fort. Kristallisiert Magma zu mehr als 50%, wird es zu viskos und sein Marsch zur Oberfläche stoppt. Magma kann auch verschiedene Wege nehmen, vertikal, horizontal oder geneigt. Luca Caricchi ist auf Magmachemie spezialisiert, die wichtige Informationen über den Zustand des Magmas vor einem Vulkanausbruch liefert.

“Die Chemie des Magmas und der darin enthaltenen Kristalle liefern wichtige Informationen über die Abfolge von Ereignissen, die zu einem Vulkanausbruch führen, was wertvoll ist, um die Überwachungssignale aktiver Vulkane besser zu interpretieren und vorherzusagen, ob ein Ausbruch stattfinden könnte,” erklärt der Genfer Forscher. Schließlich hat Atsuko Namiki, Forscherin an der Graduate School of Environmental Studies der Universität Nagoya (Japan), die äußeren Auslöser einer Eruption wie Erdbeben, Gezeiten oder Regen analysiert: „Diese allein können keine Eruption verursachen, das Magma hat“ bereit zu sein und auf einen Auslöser zu warten.”

“Damit eine Eruption stattfinden kann, müssen mehrere Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein. Magma mit weniger als 50% Kristallen muss in einem Reservoir aufbewahrt werden,&8221 beginnt Luca Caricchi. Dann muss dieser Vorratsbehälter mit Überdruck beaufschlagt werden. Der Überdruck kann durch innere Phänomene wie erneutes Einblasen von Magma oder Austreten magmatischer Gase entstehen oder durch äußere Ereignisse wie Erdbeben auf kritische Werte ansteigen. Sobald der Druck ausreichend ist, damit das Magma aufzusteigen beginnt, gibt es immer noch viele Hindernisse, die den Ausbruch des Magmas verhindern können.

Das Alter des Vulkans als Hauptkriterium

Diese umfassende Analyse wirft ein Licht auf das Verhalten von Vulkanen, die sich im Laufe ihrer Lebenszeit ändern können. “Wenn ein Vulkan gerade erst aktiv wird, ist sein Reservoir eher klein (wenige km3) und die umgebende Kruste ist relativ kalt, was zu vielen häufigen, aber kleinen und ziemlich vorhersehbaren Eruptionen führt,” erklärt Luca Caricchi.

Bei alten Vulkanen ist das eine andere Geschichte. “Ihr Reservoir ist größer und die Felsen um sie herum sind heißer. Wenn neues Magma injiziert wird, erzeugt es nicht viel Überdruck, weil sich das Gestein um das Reservoir herum verformt und das Wachstum weitergeht“, sagt der Geologe.

Beispielsweise begann der Ausbruch des Mt. St. Helens (USA) vor 40.000 Jahren (ein Zeitraffer nach geologischen Maßstäben) und seine letzte Eruption im Jahr 2008 war klein und ungefährlich. Im Gegenteil, Toba (Indonesien) begann vor etwa 1,2 Millionen Jahren explosionsartig auszubrechen und seine letzte Eruption vor 74000 Jahren war katastrophal. Es zerstörte die Umgebung vollständig und hatte einen Einfluss auf das globale Klima.

Schließlich wird die Ansammlung großer Mengen an Magma zu großen Eruptionen führen. “Außerdem sind die Warnzeichen sehr schwer zu erkennen, weil die hohen Temperaturen die seismische Aktivität verringern und die Wechselwirkung zwischen Gasen und Magma ihre Zusammensetzung verändert, wodurch es schwieriger wird zu verstehen, was darunter vor sich geht”, sagt er. Je höher die Magma-Eintragsrate, desto schneller „altert“ der Vulkan.

Die Kenntnis des Alters des Vulkans, das durch die Analyse des Zirkons im Gestein datiert werden kann, ermöglicht es Geologen, die Lebensphase der Vulkane zu verstehen. “Es gibt derzeit 1.500 aktive Vulkane, von denen jedes Jahr etwa 50 ausbrechen. Zu wissen, ob die Bevölkerung evakuiert werden muss oder nicht, und wir hoffen, dass unsere Studie dazu beitragen wird, die Auswirkungen vulkanischer Aktivitäten auf unsere Gesellschaft zu verringern,” fährt Luca Caricchi fort. “Hoffentlich werden unsere Ergebnisse an ausgiebig untersuchten Vulkanen wie denen in Italien, den USA und Japan getestet und auf andere Vulkane übertragen, für die es weniger Daten gibt, wie in Indonesien oder Südamerika.”

Referenz: “Der Aufbau und die Auslöser von Vulkanausbrüchen” von Luca Caricchi, Meredith Townsend, Eleonora Rivalta und Atsuko Namiki, 22. Juni 2021, Natur Bewertungen Erde und Umwelt.
DOI: 10.1038/s43017-021-00174-8


Der Feuerring

In einer Hufeisenform von 40.000 km (25.000 Meilen) ist es mit einer fast durchgehenden Reihe von ozeanischen Gräben, Vulkanbögen und Vulkangürteln und Plattenbewegungen verbunden. Es hat 452 Vulkane (mehr als 75% der aktiven und schlafenden Vulkane der Welt).

Der Feuerring ist ein 25.000 Meilen (40.000 km) großes hufeisenförmiges Gebiet mit intensiver vulkanischer und seismischer (Erdbeben) Aktivität, das den Rändern des Pazifischen Ozeans folgt. Der Feuerring hat seinen feurigen Namen von den 452 schlafenden und aktiven Vulkanen erhalten, die sich darin befinden. Er umfasst 75% der aktiven Vulkane der Welt und ist auch für 90% der Erdbeben der Welt verantwortlich.

Alle außer drei der Welt world 25 größte Vulkan Eruptionen der letzten 11.700 Jahre ereigneten sich an Vulkanen im Feuerring.

Wo ist der Feuerring?

Was hat den Feuerring geschaffen?

Der Feuerring ist ein direktes Ergebnis der Plattentektonik: die Bewegung und Kollisionen von lithosphärischen Platten. Der östliche Abschnitt des Rings ist das Ergebnis der Subduktion der Nazca-Platte und der Cocos-Platte unter die sich nach Westen bewegende Südamerikanische Platte. Die Cocos-Platte wird in Mittelamerika unter die karibische Platte subduziert. Ein Teil der Pazifischen Platte und der kleinen Juan-de-Fuca-Platte werden unter die Nordamerikanische Platte subduziert. Entlang des nördlichen Teils wird die sich nach Nordwesten bewegende pazifische Platte unter den Bogen der Aleuten subduziert.

Weiter westlich wird die Pazifische Platte entlang der Bögen der Kamtschatka-Halbinsel im Süden an Japan vorbei subduziert. Der südliche Teil ist komplexer, mit einer Reihe kleinerer tektonischer Platten, die mit der pazifischen Platte von den Marianen, den Philippinen, Bougainville, Tonga und Neuseeland kollidieren. Dieser Teil schließt Australien aus, da er in der Mitte seiner tektonischen Platte liegt .


8.1: Vulkane - Geowissenschaften

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Verwendung von Zinnober

Zinnober ist das einzige wichtige Quecksilbererz. Seit Tausenden von Jahren wird Zinnober abgebaut und in einem Ofen erhitzt. Das Quecksilber entweicht als Dampf, der zu flüssigem Quecksilber kondensiert werden kann.

Die Menschen begannen vor Tausenden von Jahren in Italien, Griechenland, Spanien, Japan, China, der Türkei und den Maya-Ländern Südamerikas, Zinnober für Pigmente zu verwenden. Im Laufe der Zeit entdeckten die Menschen in fast allen Ländern, in denen Vulkane vorhanden sind, Zinnober und erkannten seine Nützlichkeit als Pigment. Zinnober ist eines von einer sehr kleinen Anzahl von Mineralien, die von alten Menschen in vielen Teilen der Welt unabhängig entdeckt, verarbeitet und genutzt wurden.

Zinnober wurde am Vulkan abgebaut, zu einem sehr feinen Pulver gemahlen und dann mit Flüssigkeiten vermischt, um viele Arten von Farben herzustellen. Die knallroten Pigmente "Zinnober" und "Chinesisches Rot" wurden ursprünglich aus Zinnober hergestellt.

Zinnober ist in China besonders beliebt für die Herstellung von rotem Lack. Seine Verwendung in Lacken hat aufgrund seiner Toxizität abgenommen, aber ein Teil der Verwendung von Zinnober in Lacken wird fortgesetzt. Zinnober wurde auch in Pulverform für rituelle Segnungen und Bestattungen verwendet.

Pulverisierter Zinnober wurde in vielen Teilen der Welt seit Jahrtausenden als Kosmetika verwendet. Schließlich wurde entdeckt, dass Zinnober giftig ist und seine Verwendung in Pigmenten, Farben und Kosmetika begann abzunehmen.

Heutzutage werden die meisten, aber nicht alle Artikel, die unter dem Namen "Cinnabar" hergestellt und verkauft werden, aus weniger giftigen und ungiftigen Nachahmungsmaterialien hergestellt. Antike Gegenstände aus dem giftigen Mineral Zinnober sind immer noch auf dem Markt zu finden. Wenn Sie auf einen zum Verkauf stehenden Artikel stoßen, der als "cinnabar" beschrieben oder gekennzeichnet ist, sollten Sie skeptisch sein. Wenn es echtes Zinnober ist, könnte es gefährlich sein. Wenn es sich um Nachahmung von Zinnober handelt, sollte es als "Nachahmung" bezeichnet werden.

Quecksilberschalter: Quecksilber hat die Fähigkeit, Elektrizität zu leiten und unter dem Einfluss der Schwerkraft zu fließen. Dieser Schalter befindet sich derzeit in der "Aus"-Position, aber wenn er so bewegt wird, dass das Quecksilber nach rechts läuft und die beiden Drähte umgibt, wird der Stromkreis verbunden und der Schalter befindet sich in der "Ein"-Position. Foto von Medvedev, hier unter einer Creative Commons-Lizenz verwendet.

Der beste Weg, um etwas über Mineralien zu lernen, besteht darin, mit einer Sammlung kleiner Exemplare zu studieren, die Sie handhaben, untersuchen und ihre Eigenschaften beobachten können. Preiswerte Mineraliensammlungen sind im Geology.com Store erhältlich.


Mantelplume-Vulkanismus: Anahim-Vulkangürtel

Die Kette vulkanischer Komplexe und Kegel, die sich vom Milbanke Sound bis zum Nazko Cone erstreckt, wird als mit einer Mantelfahne in Verbindung gebracht, die sich derzeit in der Nähe des Nazko Cone, westlich von Quesnel, befindet (Abbildung 11.48). Die Nordamerikanische Platte bewegt sich in Bezug auf diesen Plume mit etwa 2 cm pro Jahr in westlicher Richtung, und die Reihe von jetzt teilweise erodierten Schildvulkanen zwischen Nazco und der Küste wird als von der Plume während der Bewegung des Kontinents gebildet interpretiert es.

Abbildung 11.48 Anahim Vulkangürtel, das Ergebnis einer Mantelwolke unter der Nordamerikanischen Platte. Quelle: Sémhur (2007) CC BY-SA 4.0 Quelle anzeigen Klicken Sie auf das Bild, um es zu vergrößern.

Die Rainbow Range, die sich bei etwa 8 Ma gebildet hat, ist der größte dieser älteren Vulkane. Er hat einen Durchmesser von ca. 30 km und eine Höhe von 2.495 m (Abb. 11.49). Der Name „Regenbogen“ bezieht sich auf die leuchtenden Farben, die einige der vulkanischen Gesteine ​​während der Verwitterung zeigen.

Abbildung 11.49 Tsitsutl, der "bemalte Berg" innerhalb der Rainbow Range des Anahim Volcanic Belt. Die leuchtenden Farben der Rainbow-Reihe sind das Ergebnis chemischer Verwitterung. Quelle: Drew Brayshaw (2015) CC BY-NC 2.0 Quelle anzeigen


Der Feuerring

In einer Hufeisenform von 40.000 km (25.000 Meilen) ist es mit einer fast durchgehenden Reihe von ozeanischen Gräben, Vulkanbögen und Vulkangürteln und Plattenbewegungen verbunden. Es hat 452 Vulkane (mehr als 75% der aktiven und schlafenden Vulkane der Welt).

Der Feuerring ist ein 25.000 Meilen (40.000 km) großes hufeisenförmiges Gebiet mit intensiver vulkanischer und seismischer (Erdbeben) Aktivität, das den Rändern des Pazifischen Ozeans folgt. Der Feuerring hat seinen feurigen Namen von den 452 schlafenden und aktiven Vulkanen erhalten, die sich darin befinden. Er umfasst 75% der aktiven Vulkane der Welt und ist auch für 90% der Erdbeben der Welt verantwortlich.

Alle außer drei der Welt world 25 größte Vulkan Eruptionen der letzten 11.700 Jahre ereigneten sich an Vulkanen im Feuerring.

Wo ist der Feuerring?

Was hat den Feuerring geschaffen?

Der Feuerring ist ein direktes Ergebnis der Plattentektonik: die Bewegung und Kollisionen von lithosphärischen Platten. Der östliche Abschnitt des Rings ist das Ergebnis der Subduktion der Nazca-Platte und der Cocos-Platte unter die sich nach Westen bewegende Südamerikanische Platte. Die Cocos-Platte wird in Mittelamerika unter die karibische Platte subduziert. Ein Teil der Pazifischen Platte und der kleinen Juan-de-Fuca-Platte werden unter die Nordamerikanische Platte subduziert. Entlang des nördlichen Teils wird die sich nach Nordwesten bewegende pazifische Platte unter den Bogen der Aleuten subduziert.

Weiter westlich wird die Pazifische Platte entlang der Bögen der Kamtschatka-Halbinsel im Süden an Japan vorbei subduziert. Der südliche Teil ist komplexer, mit einer Reihe kleinerer tektonischer Platten, die mit der pazifischen Platte von den Marianen, den Philippinen, Bougainville, Tonga und Neuseeland kollidieren. Dieser Teil schließt Australien aus, da er in der Mitte seiner tektonischen Platte liegt .


Wo tritt vulkanische Aktivität auf?

Tatsache: 70 % der Erdoberfläche ist der Meeresboden, der aus Basalt besteht, einem magmatischen Gestein, das an mittelozeanischen Rücken gebildet wird. Die Bergkämme sind die vulkanischsten Merkmale des Planeten.

Plattenrandvulkanismus

Vulkanische Aktivität tritt an zwei Arten von Plattengrenzen auf: mittelozeanischen Rücken und Subduktionszonen. An mittelozeanischen Rücken produzieren basaltische Eruptionen neue Meeresbodenkruste. Diese Unterwassereruptionen produzieren keine großen gebirgigen Vulkane, weshalb sie oft als die vulkanischsten Merkmale der Erde übersehen werden. Üblicherweise bricht Basalt an mittelozeanischen Rücken als klecksförmige "Kissen" aus. Diese Kissen bilden sich, wenn Basalt plötzlich abgeschreckt wird, wenn er mit Meerwasser in Kontakt kommt. Schneidet man ein Kissen in zwei Hälften, findet man außen eine glasige Rinde, in der die Lava so schnell abgekühlt ist, dass sich keine Kristalle bilden konnten. Im Inneren des Kissens befindet sich eine kristalline Matrix aus abgekühlter Basaltlava.

Schau dir das an!

Hier ist ein kurzer Videoclip, der von der Alvin, einem ozeanischen Unterwasserfahrzeug, aufgenommen wurde, als Wissenschaftler versuchten, einige Kissenbasalte unter Wasser im Golf von Alaska zu sammeln.

In Subduktionszonen entstehen Vulkane auf der überlagernden Platte, wenn Schmelze aus der subduzierenden Platte durch den Mantel und die Kruste aufsteigt. Siehe die Karte unten.

Denk darüber nach.

Denken Sie daran, dass es drei Arten von Plattengrenzen gibt: konvergent, divergent und transformiert. Vulkanismus tritt an konvergenten Grenzen (Subduktionszonen) und an divergenten Grenzen (mittelozeanische Rücken, Kontinentalrisse) auf, jedoch nicht gewöhnlich an Transformationsgrenzen. Warum nicht?

Hot Spots (oder nicht)

Hot-Spot-Vulkane treten eher zufällig auf der ganzen Welt auf. Ihre Beziehung (oder ihr Fehlen) zum plattentektonischen Zyklus wird immer noch diskutiert. Die Karte unten zeigt mehrere Hotspots, jedoch nicht alle vorhandenen. Tatsächlich gibt es über 100 Hotspots, die in den letzten 10 Millionen Jahren oder so aktiv waren. Beachten Sie auf der Karte unten, dass von den 25 angezeigten Hotspots etwa 10 auf einem mittelozeanischen Rücken liegen. Ob dies ein Zufall ist oder nicht, ist unter Wissenschaftlern ein aktuelles Thema.

Mantelplumes (heiße Materialstrahlen, die mit einer Geschwindigkeit von Zentimetern pro Jahr aus der Tiefe des Mantels aufsteigen) wurden etwa zur Zeit der plattentektonischen Revolution als Quelle von Hot-Spot-Vulkanen vorgeschlagen. Bis vor kurzem war die vorherrschende Weisheit der Meinung, dass Hot Spots eine tiefe Quelle haben (vielleicht so tief wie die Kern-Mantel-Grenze) und dass sie in Bezug auf die Platten nahezu stationär sind. Geologen haben daher Hot Spots als absolutes Referenzsystem verwendet, um Plattenbewegungen abzuleiten, und sie haben die geochemischen Signaturen der Lava studiert, die an Hot-Spot-Vulkanen ausgebrochen ist, um etwas über die Zusammensetzung der unteren Vulkane zu erfahren Mantel. Jüngste Beobachtungen einiger kleiner junger Meeresberge östlich von Japan haben eine heftige Debatte darüber ausgelöst, ob das Standard-Plume-Modell überarbeitet oder vielleicht sogar ganz verworfen werden muss. Diese besondere Kette von Seamounts tritt abseits einer Plattengrenze auf und die Schmelze stammt wahrscheinlich aus einer Quelle tiefer als 100 km, aber Forscher, die die geochemische Signatur der Lava untersuchten, kamen zu dem Schluss, dass die Schmelze keine sehr tiefe Quelle haben kann, wie die untere Mantel- oder Kern-Mantel-Grenze. Ihre Hypothese ist, dass ein Riss in der Platte eine teilweise Schmelze, die im oberen Mantel vorhanden war, an die Oberfläche steigen ließ und die Vulkane auf dem Meer bildete. Das schematische Diagramm unten zeigt ihr Modell, das sie "Petit-Spot"-Vulkanismus nennen.


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