MKL1888:Vulkāne

Vulkāne (feuerspeiende Berge, hierzu Tafel „Vulkane“), Berge, die durch einen Kanal mit dem Erdinnern in Verbindung stehen oder nachweisbar gestanden haben und durch diesen Kanal Gesteinsmaterial oder Gase von Zeit zu Zeit erumpieren oder früher erumpiert haben. Sind solche Eruptionen noch seit Menschengedenken erfolgt, so nennt man den betreffenden Vulkan einen thätigen im Gegensatz zu den erloschenen (ausgebrannten), deren vulkanische Natur nur durch ihre Struktur und das sie bildende Material nachweisbar ist. Daß diese Unterscheidung eine unsichere ist, lehrt die Geschichte vieler V., welche nach sehr langer Zeit der Ruhe neue Thätigkeit entwickelten. So wurde der Vesuv vor seiner Eruption 79 n. Chr. als erloschen betrachtet, da ungeachtet der weit zurückreichenden Geschichte seiner Umgebung kein früherer Ausbruch bekannt war, und eine zweite große Pause, welche als Ersterben der vulkanischen Thätigkeit hätte gedeutet werden können, trat später ein, beendet durch den furchtbaren Ausbruch des Jahrs 1631. Die V. zeigen meist die Form eines abgestumpften Kegels, auf dessen Gipfel die trichterförmige Mündung des Kanals, der Krater, eingesenkt ist. Dieser Krater ist meist der eigentliche Schauplatz der vulkanischen Thätigkeit, so zwar, daß sich bald an der einen, bald an der andern Stelle desselben Eruptionsspalten bilden, um die herum das erumpierende Material kleinere Kegel, oft von nur kurzer Dauer der Existenz, aufhäuft (s. Tafel, Fig. 2 u. 4). Die Dimensionen der Berge selbst und der Krater bewegen sich in den weitesten Grenzen: man kennt V. von kaum 30 m Höhe, andre (wie der Cotopaxi) zählen zu den höchsten Gipfeln der Erde, und die Durchmesser der Krater schwanken von wenigen Metern bis zu mehreren Kilometern. Die V. besitzen entweder nur einen Krater, oder es sind neben dem zentralen an den Abhängen noch eine Reihe parasitischer Eruptionsstellen (s. Tafel, Fig. 3) vorhanden (am Ätna gegen 700, am Vesuv etwa 30). Aufgebaut sind die Vulkankegel aus dem Eruptionsmaterial, das sich lagenweise anordnet und zu immer höhern Dimensionen anwächst, wenn nicht durch Explosionserscheinungen bei spätern Ausbrüchen ein Teil wiederum zerstäubt und fortgeführt wird. Die Konturen eines Vulkans ändern sich deshalb durch jede Eruption. Je nach dem vorherrschenden Gesteinsmaterial unterscheidet man Lava-, Tuff-, Schutt- und gemischte Kegel; die letztgenannten sind die häufigsten und aus wechselnden Schichten dieses verschiedenartigen Materials aufgebaut. Aufgesetzt sind diese Kegel bald auf sedimentäre, bald auf altvulkanische Gesteine, so daß die vulkanische Thätigkeit von der Beschaffenheit dieses tiefsten Untergrundes unabhängig erscheint. Abweichend von der einfachen Form eines Kegels, zeigen viele V. eine vollkommene oder doch teilweise hervortretende Umwallung, so daß zwischen dieser und einem zentralen Kegel ein tief eingeschnittenes kreisförmiges Thal verläuft. Ein bekanntes Beispiel bietet der Vesuv mit dem Monte Somma (vgl. Karte bei Artikel Vesuv) als dem Rest einer Umwallung dar. Eine ältere Geologenschule (Elie de Beaumont, Buch, Humboldt, Klöden) nannte diese Ringwälle Erhebungskrater und nahm an, die vulkanische Thätigkeit habe den Untergrund, besonders das vulkanische Material früherer Ausbrüche, gehoben und blasenartig aufgetrieben. Gestützt wurde diese Ansicht durch den Hinweis auf die starke Neigung der zusammensetzenden Lavenbänke und durch die Beschaffenheit der strahlenförmig vom Rande des Walles nach außen verlaufenden Thälchen (Barrancos,

Fig. 1. Insel Palma (Caldera-Bildung).

vergl. Fig. 1, „Karte der Insel Palma“), welche nicht am untern, sondern am obern Ende am weitesten sein sollten. Diese Theorie der Erhebungskrater ist besonders von Lyell, Scrope, Hartung und Reiß erfolgreich bekämpft worden, namentlich durch die Beobachtung, daß die Lavenströme selbst auf sehr geneigter Unterlage erhärten können, so daß also die geneigte Lage derselben auch eine ursprüngliche, nicht durch spätere Hebung veranlaßte sein kann; ferner durch den Nachweis, daß die sogen. Barrancos ganz nach Art der

Vulkane.

Fig. 1. Der Krater des Ätna in den Jahren 1804–1805.
Fig. 2. Der Krater des Ätna in den Jahren 1805–1809.
Fig. 3. Ausbruch aus einem parasitischen Krater des Ätna.
Fig. 4. Das Innere des Vesuvkraters im Jahr 1880.
Fig. 5. Gekröselava des Vesuvs.
Fig. 6. Der Rand des Vesuv-Lavastroms von 1872 (Blocklava).

Wasserrisse sich nach oben verengern, nicht, wie die Hypothese verlangt, erweitern. Fast allgemein erblickt man daher jetzt in dieser Sommabildung die von den Atmosphärilien verschonten Reste alter Krater, in deren Zentrum eine neu erwachte Thätigkeit die kleinern Kegel aufbaute. Bleibt dies wiederholte Erwachen der vulkanischen Thätigkeit aus, dann steht als eine von den Atmosphärilien immer mehr und mehr angenagte Ruine der ursprünglichen Kraterwand der Wall da und umschließt ein kreisrundes Thal, welches oft durch ein tief in den Wall eingerissenes radiales Thal dem Zugang geöffnet ist. Es ist dies die Caldera- (Caldeira-) Form, besonders typisch auf der Insel Palma (s. das Kärtchen, Fig. 1) entwickelt. Geringere Übereinstimmung besteht in den Ansichten über die sogen. Maare, kreisrunde oder elliptische Einsenkungen in verschiedenem Gesteinsmaterial, mit einem ganz niedrigen Wall von Tuff und Bomben umgeben, oft auch ohne diesen, sehr häufig mit Wasser gefüllt. Sie finden sich in der Eifel, in der Auvergne, im Albanergebirge, auf Java etc. und werden von den einen als Explosionskrater, durch den gewaltthätigen Austritt hoch gespannter Gase und Dämpfe entstanden, gedeutet; andern sind sie vielmehr Produkte des Einsinkens. Eine weitere Unterscheidung der V. hat v. Seebach durch die Begriffe der geschichteten (Strato-) V. und der homogenen eingeführt. Erstere sind die (oben im wesentlichen schon geschilderten) V., welche im Aufbau einzelne Lagen oder Schichten des im festen Zustand oder als flüssige Lava ausgestoßenen Materials zeigen, während die homogenen V. Kegel, Kuppen, Dome oder Decken bilden, deren Material von einheitlicher petrographischer Beschaffenheit ist, und welche keine eigentlichen Krater, sondern eine durch Gesteinsmasse erfüllte Eruptionsspalte (Gesteinsgang) besitzen. In genetischer Hinsicht setzt v. Seebach für die Stratovulkane im Gegensatz zu den homogenen die Mitwirkung von Wasserdämpfen voraus. Ist die geschichtete Form bei neuern Vulkanen weitaus vorwaltend, so treten ältere (tertiäre) V. meist als homogene auf, vielleicht ein Hinweis, daß diese letztere Form doch nur als Produkt einer starken Erosion der Stratovulkane zu deuten ist, wobei der äußere, leicht aufgeschüttete Teil der Kraterwandung verloren ging, während das kompaktere Innere den erodierenden Agenzien widerstand.

Auch bei den thätigen Vulkanen lassen sich Perioden von verhältnismäßiger Ruhe zwischen den eigentlichen Eruptionsepochen unterscheiden. Die Größe dieser Intervalle ist sehr verschieden: bald vergehen Jahrhunderte der Ruhe, bis ein neuer Ausbruch die Anwohner des Bergs erschreckt, bald folgen die Eruptionen schnell aufeinander. In der Zeit der relativen Ruhe sind es namentlich Gas- und Dampfexhalationen, welche den Fortgang der vulkanischen Thätigkeit im Grunde des Kraters anzeigen. Unter diesen Exhalationen ist Wasserdampf fast immer der vorwaltendste Stoff, daneben Schwefelwasserstoff, schweflige Säure, Schwefel, Kohlensäure, Salzsäure, Borsäure. Eine Reihe von Körpern (Chloride, Sulfate, Schwefel) sind direkte oder (wie der Eisenglanz) indirekte Produkte der Einwirkung dieser Exhalationen auf die Gesteine des Kraters und seiner Umgebung. An vielen Stellen der Erde beschränkt sich die vulkanische Thätigkeit überhaupt seit Menschengedenken auf solche Exhalationen, die man dann als die letzten Ausklänge des Vulkanismus zu betrachten gewöhnt ist. Walten unter diesen Exhalationen Schwefel und Schwefelverbindungen vor, so nennt man die betreffenden Orte Solfataren; ist Kohlensäure das Hauptgas, Mofetten; mit sonstigen Gasen gemischte Wasserdämpfe geben die Fumarolen. An weitern Materialien liefern die Perioden der Ruhe nur gelegentlich und selten Bomben, durch aufsteigende Blasen losgerissene Fetzen der in der Tiefe des Kraters kochenden Lava, welche an der Luft durch die ihr mitgeteilte Rotation zu rundlichen Massen erstarrt. Von Zeit zu Zeit steigert sich aber die Menge dieser Auswürflinge; Erschütterungen des Kegels und der gesamten Umgebung des Bergs künden eine wirkliche Eruption an, welche im Erguß von Lava (s. d.) kulminiert, die bald dem Gipfel des zentralen Kraters, bald parasitischen Seitenkratern, bald aufreißenden Spalten des Kegels entströmt. Hinsichtlich des Temperaturgrades, der Streng- oder Leichtflüssigkeit, der Schnelligkeit der Fortbewegung, der Raschheit oder Langsamkeit der Erkaltung, der Menge des gelieferten Materials lassen sich für die Lavenströme allgemein gültige Sätze nicht aufstellen. Wo stark geneigtes Terrain vorliegt, über das eine dünnflüssige Lava sich ergießt, ist die Geschwindigkeit des Fortschreitens eine windschnelle, während andre Ströme zur Zurücklegung weniger Meter Stunden brauchen. Ihrer petrographischen Natur nach sind die Laven der verschiedenen V. ebenfalls sehr verschieden, und alle in geologischer Vorzeit unzweifelhaft durch die vulkanische Thätigkeit gelieferten Gesteine (Basalte, Phonolithe, Andesite und Trachyte) haben auch unter den historischen Laven ihre Vertreter. Es verstärkt sich das Bild der Mannigfaltigkeit dadurch, daß von allen diesen Gesteinen auch die glasartigen Erstarrungsformen (so namentlich die des Trachyts: Obsidian und Bimsstein) ebenfalls unter den zu historischen Zeiten von den Vulkanen gelieferten Materialien bekannt sind. Rasch bedeckt sich die Lava mit einer erkalteten Schlacke, oft durch das glühende Innere wiederholt aufgerissen oder durch den Aufbau schlotartiger Warzen unterbrochen, denen Gase und Dämpfe entströmen (Boccen, Fumarolen). Unter der schützenden Decke der die Wärme schlecht leitenden Schlackenumhüllung konserviert der Strom eine hohe Temperatur oft jahrzehntelang. Mitunter liefert eine einzige Eruption, ein einziger Lavastrom, eine außerordentliche Gesteinsmasse. So wird die dem Ätna 29. Aug. 1874 während einer kurzen Eruption entströmte Masse auf 11/2 Mill. cbm geschätzt, und auf Island sind einzelne Ströme von 10 Meilen Länge bei 2 Meilen Breite und 40 m durchschnittlicher Mächtigkeit bekannt. Während des Ausbruchs steigert sich auch die Menge des in fester Form vom Vulkan ausgestoßenen Materials: die großen Bomben, die kleinern Lapilli (Rapilli), der noch feinere Sand und die staubartige Asche, die letztern Zertrümmerungsmaterial der erstern. Namentlich die Asche wird bei einzelnen Eruptionen in ungeheuern Mengen geliefert; wurden doch durch solches feinstes Zerstäubungsmaterial vom Vesuv 79 n. Chr. Herculaneum und Pompeji meterhoch überdeckt. Sie ist neben Wasserdämpfen auch ein Hauptbestandteil der schwarzen, in der Nacht vom Widerschein der im Innern des Kraters glühenden Lava feurigen Säule, die sich über dem Krater bis zu Hunderten von Metern erhebt und in ihren höchsten Teilen sich verbreitert in einer Form, welche oft und treffend mit der der Pinie verglichen worden ist. Winde entführen die Asche oft auf weite Entfernungen; so wurde im Frühjahr 1875 Asche, welche die isländischen V. geliefert hatten, von nordwestlichen Luftströmungen bis nach Skandinavien getragen. Die große Menge von Asche, welche neben Bimssteinlapilli der Krakatoa 1883 lieferte, breitete sich über einen Flächenraum größer als Deutschland aus, ja sie ist, wenigstens nach der Meinung einer Anzahl von Geologen, als ein durch die gesamte Atmosphäre transportiertes Material die Ursache der auf dem größten Teil der Erdoberfläche beobachteten eigentümlichen Dämmerungserscheinungen in den der Eruption folgenden Monaten. Man konnte die Verbreitung des Phänomens vom Äquator nach den Polen zu deutlich beobachten, und erst bis Sommer 1886 verschwanden die farbenreichen Dämmerungserscheinungen vollständig. Mit der Asche verquicken sich häufig Wasserströme, welche durch die rasch zu Regen umgesetzten Dampfmassen der Eruption oder durch die schnelle Schmelzung des hohe V. bedeckenden Schnees geliefert werden. Es entstehen Schlammfluten, die mitunter freie Säure enthalten und dann um so verheerender auf die Vegetation wirken. Durch das Wasser ausgebreitet und erhärtet, bilden diese Schlammmassen die vulkanischen Tuffe, wohl zu unterscheiden von dem Material, welches die sogen. Schlammvulkane (s. d.) entsenden. Humboldt beschreibt aus Südamerika Ströme eines kohligen Schlammes (Moja), die echten Vulkanen entströmt sein sollten. Neuere Forscher (Wolf, Reiß, Stübel) haben gezeigt, daß es sich um einfache Moorbrücher gehandelt hat, wie sie denn auch die früher geleugneten Lavenströme an den südamerikanischen Vulkanen nachgewiesen haben.

Der Schauplatz der vulkanischen Thätigkeit kann aber auch der Meeresgrund sein (unterseeische, submarine V.). Durch die Aufhäufung des erumpierenden Materials bauen sich dann oft Inseln auf, bald ephemere Erscheinungen, wenn ihr Material hinfällig ist und schnell eine Beute der zertrümmernden Meereswogen wird, bald widerstandsfähige vulkanische Eilande. Auch jene Doppelform der V., welche einen zentralen Kegel und eine teilweise Umwallung erkennen läßt, beobachtet man häufig an solchen durch submarine Eruptionen entstandenen Inseln. So bietet unter andern der Santorin-Archipel (s. Übersichtskärtchen, Fig. 2), in welchem seit 1866 fast ununterbrochen Eruptionen sich abgespielt haben, eine

Fig. 2. Kärtchen des Santorin-Archipels vor den Vulkanausbrüchen 1866.

treue Kopie des Vesuvs dar, wenn man sich bei letzterm den Spiegel des benachbarten Meers um so viel gehoben denkt, daß das Wasser den Grund des den Monte Somma vom Zentralkegel trennenden Thals, des Atrio del Cavallo, bespült. Thera, Therasia und Aspronisi sind die peripherischen Inseln, welche den erhaltenen Resten des Sommawalles entsprechen,

Fig. 3 u. 4. Spezialkärtchen der zentralen Insel Neo Kaimeni (Santorin-Archipel).

während die Kaimeniinseln, der Schauplatz der neuern Eruptionen, im Zentrum des Ringwalles liegen. Dem Übersichtskärtchen über den Santorinarchipel, welches diese Verhältnisse charakterisiert, geben wir zwei andre (Fig. 3 u. 4) der zentralen Inseln in größerm Maßstab bei, welche den Zustand vom 23. Febr. 1866 u. 18. Juni 1870 fixieren und den großartigen Zuwachs an Land erkennen lassen, wie ihn die von den beiden Eruptionsstellen, dem Georg auf der Insel, der Aphroessa im Meer, ausgehende vulkanische Thätigkeit geliefert hat. Auch die Eruption des Krakatoa ließ einige neue kleine Inseln (Fig. 5) entstehen, während freilich der größte Teil der Insel Krakatoa selbst zerstört wurde, und zwar, wie es scheint, durch eine einzige Explosion.

Über die geographische Verbreitung der V., deren Gruppierungsformen durch die auch ohne Definition leicht erklärlichen Bestimmungen: Einzelvulkane, Vulkangruppen und Vulkanreihen charakterisiert werden, gibt folgende von Fuchs herrührende Tabelle Auskunft:

Geographische Verbreitung der Vulkane.

Festland von Europa	1
Mittelmeerinseln	6
Festland von Afrika	17
Afrikanische Inseln	10
Westindien	5
Arabien	1
Submariner Vulkan bei Ponditscherri	1
Kamtschatka	12
Alaska	3
Festland der Ver. Staaten	10
Mexiko	10
Zentralamerika	26
Ecuador	14
Peru und Bolivia	6
Chile	17
Feuerland	1
Neuguinea	5
Neuseeland	3
Alëuten	31
Kurilen	10
Japan	17
Zwischen Japan und Philippinen	8
Philippinen, Molukken, Sundainseln	49
Island	9
Jan Mayen	2
Azoren	6
Kanaren	3
Kapverdische Inseln	1
Antillen	6
Atlant. Ozean (submar.)	3
V. im Indischen Ozean	5
V. im Stillen Ozean	26
Südliches Eismeer	2
Summe der thätigen Vulkane:	326

Alle diese V. liegen mit wenigen Ausnahmen auf Inseln, die des Festlandes sämtlich in der Nähe der Küste. Denn die beiden in der Fuchsschen Originaltabelle als in „Zentralasien“ existierenden blieben hier weg, weil

Fig. 5. Die Wirkungen der Eruption des Krakatoa im August 1883.

es neuere Forschungen sehr wahrscheinlich machen, daß es sich nicht um V., sondern um Erdbrände handelt. Dieses Bild der Abhängigkeit in der Lage von der Nähe großer Wasserbecken ändert sich nicht, wenn die etwa 400 V. hinzugezogen werden, welche als erloschen zu betrachten sind, aber nach Natur und Lagerungsweise des Materials eine unbestreitbare Analogie mit den noch thätigen Vulkanen darbieten. So ist namentlich der Stille Ozean an fast allen seinen Küsten von Vulkanreihen garniert: im O. und S. die chilenischen V., denen sich nach N. die von Peru, Ecuador und Kolumbien anschließen; ihnen folgen die V. von Zentralamerika und Mexiko. Während die Westküste Nordamerikas nur hier und da Spuren der vulkanischen Thätigkeit aufweist, wird auf Alaska die Vulkanreihe wieder dichter, zieht sich über die Alëuten nach Nordasien hinüber, durch Kamtschatka hindurch über die Kurilen hin nach Japan, den Philippinen und Molukken bis zu dem Süden, wo Sumatra und Java an Vulkanen reiche Territorien besitzen. Hierzu kommen noch die Inseln des Stillen Ozeans, in erster Linie die Sandwichinseln.

Die Nähe des Wassers scheint demnach eine Grundbedingung für die Entwickelung der vulkanischen Thätigkeit zu sein. Über die letzten Ursachen der vulkanischen Erscheinungen waren und sind die Ansichten der Geologen geteilt. Waren für die Wernersche Schule die V. nur die oberflächlichen Signale unterirdischer Erd- und Kohlenbrände, so ist im Gegensatz hierzu nach der Ansicht Buchs und Humboldts die vulkanische Eruption das örtliche Symptom eines allgemeinen Zustandes der ganzen Erde. Humboldts oft citierte Definition: „Vulkanismus ist die Reaktion des noch flüssigen Erdinnern gegen die schon erstarrte Kruste“ bringt, fußend auf der Laplace-Kantschen Hypothese über die Bildung unsers Planeten, Erdbeben, Lavenströme, heiße Quellen und die Erscheinung der Temperaturzunahme nach dem Erdinnern zu unter einen gemeinschaftlichen Gesichtspunkt, gegen dessen Richtigkeit freilich neuere Forschungen gewichtige Bedenken erhoben haben. Muß doch für alle besser studierten Erdbeben der Ausgangspunkt der Erschütterung viel oberflächlicher angenommen werden, als daß er in die Grenzebene zwischen Erdkruste und flüssigem Erdinnern sich verlegen ließe, und ist doch dieser feurig flüssige Zustand des Erdinnern selbst, das „Zentralfeuer“, neuerdings zu gunsten der Annahme eines festen Aggregatzustandes auch der zentralen Partien unsers Planeten stark angegriffen worden. So hat die Erklärung der V. als rein lokaler Erscheinungen, hervorgerufen durch chemische Prozesse, jetzt wieder mehr Anhänger erobert. Eine nähere Erforschung dieser Prozesse aber und des Mechanismus der Herauspressung des Materials bleibt als noch offene Frage zukünftigen Untersuchungen vorbehalten. Nur die hervorragende Mitwirkung des Wassers darf unter Hinweis auf den nie fehlenden Wasserdampf bei den Eruptionen und auf die Lage der weitaus meisten V. schon jetzt als erwiesen betrachtet werden und ist durch Hochstetter auch experimentell wahrscheinlich gemacht worden. Derselbe benutzt unter einem Druck von 2–3 Atmosphären und diesem entsprechender Temperatur (128° C.) mit Wasserdampf geschmolzenen Schwefel zur Herstellung kleiner Vulkanmodelle, welche je nach geringen, im Willen des Experimentators liegenden Modifikationen des Versuchs die verschiedenen Formen der V. (Stratovulkane, homogene V., Sommabildung) nach äußerm und innerm Bau und die Arten des Auswurfsmaterials (Lavenströme, Lavendecken, Bomben) im kleinen täuschend nachahmen. Für die Darstellung des Ausbruchs eines parasitischen Kegels und des wechselvollen Spiels im Krater selbst dienen die Bilder vom Ätna nach Sartorius v. Waltershausen (s. Tafel, Fig. 1–3). Zwei Bilder vom Vesuv (s. Tafel, Fig. 5 u. 6) stellen extreme Beispiele der Oberflächenbeschaffenheit frisch erkalteter Lavenströme (Gekröselava und Blocklava) dar.

Vgl. Humboldt, Über den Bau und die Wirkung der V. (Berl. 1824); Derselbe, Kosmos, Bd. 4 (Stuttg. 1858); v. Buch, Über Erhebungskrater und V. (das. 1835); v. Hoff, Geschichte der durch Überlieferung nachgewiesenen natürlichen Veränderungen der Erdoberfläche (Gotha 1822–42, 5 Tle.); Landgrebe, Naturgeschichte der V. (das. 1855, 2 Bde.); Derselbe, Mineralogie der V. (Kassel 1870); Reiß, Insel Palma (Wiesbad. 1861); Hartung, Betrachtungen über Erhebungskrater (Leipz. 1862); Fuchs, Die vulkanischen Erscheinungen der Erde (das. 1865); v. Seebach, Vorläufige Mitteilung über die typischen Verschiedenheiten im Bau der V. (Berl. 1866); die „Considerations on volcanoes“ von Scrope (weiteres s. d.); Schmidt, Vulkanstudien (Leipz. 1874); Mallet, Über vulkanische Kraft (deutsch von Lasaulx, Bonn 1875; hierzu die ausführliche Kritik Langs in den „Göttinger gelehrten Anzeigen“ 1875); Fuchs, V. und Erdbeben (Leipz. 1875) und dessen jährliche Zusammenstellungen der wichtigsten Eruptionen (seit 1865 im „Jahrbuch der Mineralogie“, später in Tschermaks „Mitteilungen“); Beyer, Physik der Eruptionen (Wien 1877); Streng, Beitrag zur Kenntnis des Plutonismus (das. 1878); Pilar, Grundzüge der Abyssodynamik (Agram 1881).