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Infoblatt Plinianische Eruptionen

Ausführliche Beschreibung der Plinianischen Eruptionen

Die gewaltigsten Eruptionen in den letzten 2.000 Jahren, sowohl was die Explosionskraft als auch die Menge des geförderten Magmas betrifft, werden plinianische Eruptionen genannt. Im Gegensatz zu anderen Eruptionsarten, die nach einem typischen Vertreter der entsprechenden Aktivität benannt sind, wird mit dem Namen 'plinianisch' der Römer Plinius der Jüngere geehrt, der in zwei Briefen an den Historiker Tacitus sehr genau die plinianische Eruption des Vesuvs im Jahre 79 n.Chr. beschrieben hat. Dies war die Eruption, der die Städte Pompeji und Herkulaneum zum Opfer fielen.
Die Mechanismen einer plinianischen Eruption sind vergleichbar mit den Vorgängen beim Öffnen einer Sprudelflasche, die vorher geschüttelt wurde: Im Magmareservoir baut sich zunächst einmal ein sehr hoher Druck auf, der schließlich dazu führt, dass Magma die Erdoberfläche erreicht. Dadurch sinkt der Druck in der Magmenkammer und in Folge dessen kann weniger Gas im Magma gelöst sein. Es bilden sich neue Blasen, die den Druck wieder erhöhen. Kommt die Eruption 'richtig' in Gang, so erfolgt die Druckentlastung wie auch die Bildung und Expansion der Blasen explosionsartig.
Plinianische Eruptionen dauern nur wenige Stunden bis einige Tage. Nach solchen Eruptionen steigt oft noch entgastes Magma im Schlot auf und bildet im Krater Lavapfropfen (Dom-Komplex genannt).


Die Eruptionssäule plinianischer Eruptionen

Plinianische Eruptionen sind durch die schon von Plinius 79 n.Chr. beschriebenen, oft blumenkohlartig aussehenden Eruptionswolken gekennzeichnet. Diese Eruptionswolken sind der oberste Teil (die Schirmregion) der Eruptionsäule, die aus folgenden Bereichen besteht:

• der Gas-Schub-Zone: Je nachdem, wie schnell die Partikel (Magmafetzen, Bims) aus dem Schlot schießen (1.400 - 2.100 km/h), erreichen sie in der Gas-Schub-Phase Höhen von 1,5 bis 4,5 km. Größere Höhen können die beschleunigten Partikel wegen der Erdanziehung und dem Luftwiderstand nicht erreichen.
• die konvektive Auftriebszone: Da die Magmafetzen beim Aufstieg in der Gas-Schub-Phase Wärme an die Luft und platzende Blasen zusätzlich heiße Gase abgeben, wird die Luft in der Eruptionssäule so stark erwärmt, dass sie wie ein Heißluftballon schnell aufsteigt. Dies ist die konvektive Auftriebszone, in der alle Partikel mitgerissen und in größere Höhen verfrachtet werden, deren Fallgeschwindigkeit kleiner als die Aufstiegsgeschwindigkeit der erhitzten Luft ist. Dadurch kann die Eruptionssäule bis in 20 - 30 Kilometer Höhe aufsteigen.
• die Schirmregion: In der Schirmregion schließlich werden feine Aschenteilchen ein Spiel der Winde und können sich über viele tausende Quadratkilometer große Flächen verteilen.

Ablagerungen plinianischer Eruptionen

Bei plinianischen Eruptionen entstehen unterschiedliche Ablagerungen, die sich durch die Art des Transportes unterscheiden:

• ballistische Blöcke (festes Nebengestein der Schlot- oder Kraterwände) werden durch das aufsteigende Magma bzw. explosionsartig expandierendes Gas beschleunigt und fallen entlang einer ballistischen Flugbahn zur Erde zurück. Meist handelt es sich um Fragmente des Nebengesteins, also Gesteinsbrocken, die aus der Schlotwand herausgerissen wurden. Beim Auftreffen auf die Erdoberfläche werden Einschlagtrichter erzeugt.
• Fallablagerungen: Die Magmafetzen, die in die Schirmregion der Eruptionssäule aufsteigen bzw. zu schwer für einen weiteren Aufstieg in der konvektiven Aufstiegszone (siehe oben) sind, 'regnen' wieder auf die Erde herab (Fallablagerungen). Die Magmafetzen werden dabei durch das Wachsen der Gasblasen zu Bims aufgebläht. Typische Merkmale plinianischer Fallablagerungen sind, dass sie gleichmäßige Mächtigkeiten aufweisen, unabhängig davon, ob sie in Tälern, auf Hängen oder Bergen abgelagert wurden. Zudem weisen Fallablagerungen meist eine relativ gute Sortierung auf, da kleine Bimse weiter transportiert werden als größere Brocken. Die regionale Verteilung von Fallablagerungen, dokumentiert z. B. durch Isopachen (Linien, welche auf einer Karte die Punkte verbinden, an denen die Ablagerungen gleiche Mächtigkeiten aufweisen), spiegelt die während der Eruption vorherrschenden Windrichtungen und Windstärken wieder.
• Aschenstromablagerungen: Bricht die Eruptionssäule durch Nachlassen des Gasdrucks oder durch Veränderungen im Schlot (Einsturz, Erweiterung) ganz oder teilweise zusammen, so bildet sich ein Aschenstrom. Dabei handelt es sich um Gemische aus heißer Luft, vulkanischer Gase und Magmafetzen, die mit Geschwindigkeiten von über 100 km/h die Hänge eines Vulkans herunterjagen. Sie wurden erstmals beim Ausbruch der Montagne Pelée, der die Stadt St. Pierre 1902 zerstörte, genau beobachtet und als 'nuées ardentes' (= Glutwolken) beschrieben. Da Aschenströme durch die Erdanziehung angetrieben werden, folgen sie in ihrem Lauf Tälern und erreichen dort auch große Mächtigkeiten, während auf benachbarten Hügeln/Bergen oft nur dünne Ablagerungen zu finden sind. Auf Grund ihrer hohen Geschwindigkeit und der lokal großen Mächtigkeiten haben Aschenströme das größte Zerstörungspotential aller vulkanischen Ablagerungen. Die Einwohner von Pompeji und Herkulaneum, die sich nicht retten konnten, fielen in der Mehrzahl den Aschenströmen zum Opfer.