21.05.2015
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Vulkanologie

Disziplinen der Geowissenschaften unter der Lupe

 

Vulkanologie oder Vulkankunde (nach dem römischen Feuergott vulcanus) ist die Wissenschaft, die sich mit dem Vulkanismus beschäftigt. Geschmolzenes Gestein steigt aus dem Erdinnern nach oben, da es weniger dicht ist als das umgebende Gestein. Es bildet in der Lithosphäre, der äußeren und erkalteten Schale der Erde, Magmakammern und gelangt von dort, zusätzlich angetrieben von sich schnell ausdehnenden Gasblasen, an die Oberfläche. Diesen Prozess nennt man Vulkanismus. Dazu zählt auch der Austritt fester und gasförmiger Stoffe an der Erdoberfläche. Diese besteht größtenteils aus vulkanischem Gestein, und die bekannteste Erscheinungsform des Vulkanismus sind die kegelförmigen Vulkanberge.

Ein Vulkanologe, so heißt ein Wissenschaftler, der sich mit dem Vulkanismus beschäftigt, ist in der Regel ein Geologe, Mineraloge oder Geophysiker. Berühmte Vulkanologen waren u. a. das französische Ehepaar Katja und Maurice Krafft. Mehr als 150 Vulkaneruptionen wurden von dem Paar in phantastischen Bildern dokumentiert. Im Juni 1991 kamen die beiden elsässischen Vulkanologen bei einem Ausbruch des japanischen Vulkans Unzen in einem pyroklastischen Strom ums Leben.

Eine kleine Geschichte der Vulkanologie

Bereits um 500 vor Christus befassten sich die alten Griechen mit dem Vulkanismus. Sie sahen dessen Ursache in Winden und Stürmen im Erdinnern. Die Entzündung von Schwefel und Pech sei die Nahrung für das vulkanische Feuer. Im antiken Griechenland hatten die meisten Werke über Vulkanismus, ebenso wie die Schilderungen römischer Gelehrter, lediglich beschreibenden Charakter. Eine rühmliche Ausnahme unter den Verfassern von Vulkanismustheorien im antiken Griechenland bildet der Gelehrte Strabo (60 v. Chr. - 20 n. Chr.). Er suchte nach einer wissenschaftlichen Erklärung und wird daher oft als „Vater der wissenschaftlichen Vulkankunde“ bezeichnet. Er nahm zwar ebenfalls an, dass die Erde Hohlräume mit brennbaren Stoffen birgt, die sich entzünden, erkannte aber bereits den Zusammenhang zwischen Vulkanismus und Erdbeben. Nach seiner Auffassung waren Vulkane so eine Art Sicherheitsventil der Erde.

Die erste genaue Beschreibung eines Vulkanausbruchs liefert Plinius der Jüngere in zwei Briefen an den römischen Geschichtsschreiber Cornelius Tacitus. Im Jahr 79 n. Chr. hatte er den Ausbruch des Vesuv und den Untergang der Stadt Pompeji miterlebt.

Bis über das Mittelalter hinaus beherrschten jedoch die Ansichten der Griechen weiterhin das Naturverständnis. So führte der berühmte Philosoph Immanuel Kant (1724-1804) in Vorlesungen über Geographie noch aus: „Innerhalb dieses chaotischen Zustandes der Erde in ihrem Innern muß es nothwendig, unter der zur Reife gediehenen dicken Rinde derselben, viele Höhlen und Gänge geben, in welchen Luft verschlossen ist, und diese Luft scheint es zu seyn, die durch die feuerspeienden Berge ihren Ausweg sucht und durch ihre Gewalt eine große Masse Materie mit sich hinaustreibt“.

Erst der große wissenschaftliche Streit zwischen den so genannten „Neptunisten“ und den „Plutonisten“ im späten 18. Jahrhundert, die sich um die Herkunft des Basalts drehte, brachte viele neue Beobachtungen und Erklärungen hervor, die zum Teil von der modernen Geologie bestätigt wurden. Die Neptunisten sahen im Basalt Ablagerungen des Urmeeres. Die Plutonisten sahen in diesem Gestein hingegen erstarrte Schmelzen aus Vulkanausbrüchen. Um die Wende zum 19. Jahrhundert setzten sich die Plutonisten zum Unmut der Kirche durch. Denn die Gedanken der Plutonisten passten nicht ganz zu ihren Vorstellungen. Basalt als Ablagerung des Urmeeres wäre mit der Sintflut besser in Einklang zu bringen. Der Geologe James Hall (1761-1832) führte Ende des 18. Jahrhunderts eine Reihe von Experimenten in Hochöfen durch, wobei er unter anderem Gesteine von Vesuv und Ätna aufschmolz und wieder abkühlen ließ. Bei schneller Abkühlung entstand eine Art strukturloses Glas, langsame Abkühlung führte zu richtig kristallinem Gestein. Aus "Lava" wurde Basalt. Heute weiß die moderne Vulkanologie natürlich, dass beispielsweise unter den Ozeanen über große Bereiche aufsteigende Gesteinsschmelzen zu Basalt erstarren.

Die Bedeutung der Vulkanologie

Vulkanologie ist eine wichtige Wissenschaft. Denn nur wenn man den Vulkanismus mit all seinen Erscheinungsformen erforscht, hat man die Möglichkeit, gefährliche Vulkanausbrüche vorherzusagen. Vulkane, die als gefährlich bekannt sind, werden ständig untersucht und beobachtet. Zu diesen gefährlichen Vulkanen gehört beispielsweise der Popocatepetl in Mexiko. Am Popocatepetl gibt es sogar Webcams, so dass man ihn weltweit im Internet beobachten kann.

Ein Vulkanausbruch kündigt sich mit mehr oder weniger starken Erdbeben an. So können die Vulkanologen anhand der Stärke und Häufigkeit von Beben erkennen, ob ein Ausbruch unmittelbar bevorsteht. Zudem werden gefährliche Vulkane vermessen. Wenn Magma im Innern eines Vulkans aufsteigt, verformt sich oft die Oberfläche eines Vulkanbergs. Seine Hänge können sich stellenweise richtig aufwölben. Daher werden am Vulkan hochpräzise Messgeräte angebracht, die schon kleinste Veränderungen der Hangoberfläche erkennen. Man nennt sie "Tiltmeter". Das kommt vom englischen Wort "Tilt", was Neigung bedeutet.

Wie wird man Vulkanologe?

Einen Diplom-Studiengang für diese Disziplin gibt es nicht. Vulkanologen kommen aus den verschiedensten Naturwissenschaftlichen Fächern: Geologie, Mineralogie, Geophysik, Physik oder Chemie. In der Mehrzahl der Fälle dürfte es sich bei Vulkanologen um Geologen oder Geologinnen handeln. Neben einer fundierten naturwissenschaftlichen Ausbildung braucht es zum Vulkanologen aber auch an „Geländegängigkeit“. Auch ein wenig Abenteuerlust und Wagemutigkeit sind schon notwendig. Denn nicht jeder, der sich für Vulkanismus interessiert, traut sich beispielsweise eine Probe von glutflüssiger Lava einem Lavastrom zu entnehmen.

Dr. Alexander Stahr/Lesestein.de