Die Erde - ein dynamischer Planet

Transkript

1 Die Erde - ein dynamischer Planet Eine Lernumgebung über Plattenverschiebungen, Vulkanausbrüche und Erdbeben. Teil 2: Vulkanismus oder wie ein Berg explodiert. Lernziele: Du kennst die verschiedenen Arten der Vulkane. Du kannst den Aufbau eines Vulkans zeichnen und mit Fachausdrücken benennen. Du weisst, wie sich ein bevorstehender Ausbruch bemerkbar macht. Du kennst die Gefahren eines Ausbruchs. Du weisst, wie der Mensch den Vulkanismus nutzen kann. Du kannst die folgenden Fachausdrücke beschreiben: Hot Spot, pyroklastischer Strom und pazifischer Feuerring Du kannst ca 5 Vulkane der Erde nennen und 2-3 berühmte Vulkaneruptionen beschreiben. 10

2 Realien Geographie Der Ausbruch des Mount St. Helens am 18. Mai 1980 Der Mount St. Helens ist ein aktiver Vulkan im Nordwesten von Amerika mit einer Höhe von 2549 m. Er gehört zur Kaskadenkette, einem vulkanischen Gebirgszug, der sich entlang der Westküste Nordamerikas erstreckt und einen Teil des pazifischen Feuerrings darstellt. Der Mount St. Helens weist wie alle Vulkane des pazifischen Feuerrings eine besonders grosse Explosionsenergie auf. Um den Mount St. Helens liegen drei weitere grosse Vulkane: etwa 50 km östlich der Mount Adams, 80 km nördlich der Mount Rainier und rund 100 km südlich der Mount Hood. In der letzten Eiszeit vor etwa Jahren wurde der damalige Vulkankegel durch Gletscher weitgehend nivelliert. Der heute aufragende Kegel ist nicht älter als 2200 Jahre. Er entstand hauptsächlich durch eine Eruption im Jahr 1480, die ungefähr fünfmal stärker war als der Ausbruch von Seit 1857 galt der Mount St. Helens als ruhender Vulkan. Die ersten Erdbeben Vorboten der kommenden Eruptionen Bild: Mount St. Helens und drei weitere Vulkane in der Umgebung. Im Vordergrund der Mt. Rainer, hinten der Mt. Hood. Begonnen hat alles am 16. März Monate vor dem Ausbruch kam es in dem Gebiet des Mount St. Helens zu einer Reihe schwacher Erdbeben. Wissenschaftler deuteten bereits diese Erdbebenserie als Anzeichen, dass es unterhalb des Mount St. Helens zu Magmabewegungen gekommen war. 4 Tage später bestätigte ein schwaches Erdbeben der Stärke 4,2 diesen anfänglichen Verdacht. In den nächsten Tagen wurden die Seismographen um den Vulkan von Erdbeben regelrecht übersättigt. Ende März wurden in zwei Tagen 174 leichte Erdstösse gemessen. Lag die Anzahl der Beben Anfang April noch bei etwa fünf pro Tag, stieg dies langsam bis vor dem Ausbruch auf acht tägliche Beben an. Anfänglich zeigten sich keine Zeichen eines drohenden Ausbruchs, jedoch lösten die Beben immer wieder Eis- und Schneelawinen aus. Die ersten Eruptionen Ende März kam es zu zwei kleineren Ausbrüchen und es entstanden zwei kleinere Krater, einer davon war etwa 76 Meter breit. Gleichzeitig bildeten sich im Gipfelbereich viele Risse und Spalten. Darauf wurde eine Sicherheitszone im Umkreis von rund 25 Kilometern um den Vulkan errichtet. Die in diesem Gebiet lebenden Menschen wurden evakuiert. Am 30. März wurden 93 verschiedene kleinere Ausbrüche gemeldet. Nachdem am 3. April rhythmische Erdstösse die beobachtenden Geologen beunruhigten, rief die Gouverneurin des Bundesstaates den Ausnahmezustand aus. Einzig der Lodgeverwalter Harry R. Truman verweigerte sich einer Evakuierung und blieb im Sperrgebiet. Er erregte dadurch kurzzeitig grosses Medieninteresse, starb allerdings beim Ausbruch. 11

3 Die Auswölbung an der Nordflanke Kurze Zeit später entdeckte ein Team des US Geological Survey (USGS) am Nordhang des Berges eine Auswölbung, die sich täglich um 1,5 bis 1,8 Meter vergrösserte und beim Ausbruch bis zu 150 Metern dick war. Die Geologen kamen zu der Überzeugung, dass von dieser Auswölbung die größte Gefahr ausgeht. Am 7. Mai erfolgten weitere Eruptionen und die Auswölbung wuchs weiter an. Bis vor dem Ausbruch wurden insgesamt etwa Erdstösse registriert, deren Epizentren sich auf ein kleines Gebiet unterhalb der Nordflanke konzentrierten. Die Eruptionen stoppten am 16. Mai, wodurch das intensive Medieninteresse schnell nachliess. Zur selben Zeit stiegen jedoch im Berginneren ca 110 Millionen Kubikmeter Magma auf (Die Fläche von Rothrist 9 Meter hoch). Das ansteigende Magma dehnte die Nordflanke des Mount St. Helens weiter aus und erhitzte das Grundwasser im Berg. Die Nordflanke rutscht ab 1.5 Stunden vor dem Ausbruch meldete der Vulkanologe David A. Johnston per Funk, dass alles so sei, wie die Tage davor. Weder die Geschwindigkeit, mit der die Auswölbung an der Nordflanke zunahm, noch die Gas-Emissionen oder die Bodentemperaturen zeigten irgendwelche ungewöhnlichen Veränderungen, die auf die grosse Explosion hindeuteten. Um 8:32 Uhr erfolgte ohne Vorwarnung ein Erdbeben der Stärke 5,1 direkt unterhalb der Nordseite des Berges. Etwa 10 Sekunden nach diesem löste sich die gesamte Nordflanke in einem der grössten jemals aufgezeichneten Bergrutsche vom Berg ab. Der erste, der mit den Worten Vancouver! Vancouver! This is it! den Ausbruch vermeldete, war Johnston. Mit einer Geschwindigkeit von 175 bis 250 Kilometern pro Stunde rutschte das Geröll in den Spirit Lake. Ein Teil des Erdrutsches traf 9.5 Kilometer auf der anderen Seite des Sees auf einen 350 Meter hohen Felsen. Ein kleiner Teil des Erdrutsches strömte über den Felsgrat hinweg, der grösste Teil wurde jedoch in ein Flusstal abgelenkt. Dieses wurde auf einer Länge von 21 Kilometern bis zu 180 Meter hoch mit Geröll verschüttet. Der Bergrutsch verdrängte zeitweise das gesamte Wasser des Spirit Lake und erzeugte 180 Meter hohe Wellen. Als das Wasser wieder in den See zurückströmte, riss es Tausende von Bäumen mit sich, welche die Explosion gefällt hatte. Pyroklastische Ströme Nach dem gewaltigen Bergsturz explodierte das aufgestossene Magma im Berginnern in einer riesigen Aschewolke. Diese dunkelgraue Wolke (pyroklastischer Strom) breitete sich seitlich vom Vulkan mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1080 km/h aus. Möglicherweise durchbrach der pyroklastische Strom kurzzeitig die Schallmauer. Die Wolke bestand aus überhitzten vulkanischen Gasen, Asche, Lava und pulverisiertem Gestein des Berges. Der pyroklastische Strom überholte die vor ihm gestartete Gerölllawine und verwüstete ein fächerförmiges Areal von ca 30 Kilometern. Etwa zehn Kilometer nördlich, wo der Vulkanologe Johnston postiert war, fegte die Explosion den oberen Teil des Erdreichs weg und knickte zwei Meter dicke Bäume um. Die Leiche des Vulkanologen wurde nie gefunden. 12

4 Der Schaden der Explosion kann grob in drei Zonen eingeteilt werden: 1. Die direkte Explosionszone, etwa 13 km um den Mount St. Helens. Nahezu alles natürlich oder künstlich in dieser Zone wurde mitgerissen und zerstört. Aus diesem Grund wird die Zone auch als Baumentfernungszone (engl: tree-removal zone ) bezeichnet. 2. Die kanalisierte Explosionszone, mit Entfernung von bis zu 30 Kilometern vom Vulkan. Hier ebnete der pyroklastische Strom jedes in seinem Weg stehende Hindernis. Die Wucht der Druckwelle wird eindrucksvoll durch grosse Bäume demonstriert, die ähnlich Grashalmen unter einer Sichel an ihrem Stamm abknickten und exakt parallel liegen. Diese Zone trägt auch den Namen Baumfällungszone (engl: tree-down zone ). 3. Die verbrannte Zone, auch als Zone der stehenden Toten (engl: standing-dead zone ) bezeichnet, ist das Randgebiet des betroffenen Areals ein Bereich, in dem Bäume zwar nicht mehr durch die Druckwelle umgeworfen, jedoch durch die heissen Gase der Explosion verkohlt wurden. Dem ersten pyroklastischen Strom folgten am 18. Mai siebzehn weitere Ströme, wobei sie jedoch nicht mehr die Zerstörungsgewalt des ersten erreichten. Das von den pyroklastischen Strömen abgelagerte Material war noch zwei Wochen später zwischen 300 und 420 Grad Celsius heiss. Die Aschesäule Während die Gerölllawine und der pyroklastische Strom sich noch immer ausbreiteten, wuchs eine Aschesäule oberhalb des Vulkans heran, die innerhalb von zehn Minuten eine Höhe von 19 Kilometern erreichte und für eine Dauer von zehn Stunden Lava in die Stratosphäre schleuderte. Starke Höhenwinde trugen einen Grossteil der Asche mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 100 km/h über Amerika. Nach etwas über einer Stunde erreichte der erste Ascheregen Yakima, einen Ort, der 145 Kilometer vom Vulkan entfernt liegt. Insgesamt fielen 10 bis 13 cm Asche auf Yakima nieder und es herrschte zur Mittagszeit nur noch eine Sichtweite von drei Metern. Ein Teil der Asche wurde von den Höhenwinden zwei Wochen lang um die ganze Erde getrieben. Bilanz der Katastrophe Bild: Die Aschesäule nach dem Ausbruch. 65 Menschen werden vermisst oder getötet. 1,5 Millionen kleine Säugetiere und Vögel, 100 Bergziegen, 5250 Elche, 15 Berglöwen, 6000 Hirsche, Fische und 200 Schwarzbären sind durch den Vulkanausbruch umgekommen. Ein 10 Tonnen schwerer Bulldozer flog 300 m weit durch die Luft! (Der Bulldozer befand sich 16 km vom Ausbruchsort entfernt.) 13

5 Fragen zum Text: 1. Den Vulkan / Berg Mount St. Helens hat es in der Erdgeschichte bereits mehrere Male gegeben. Der jetzige Berg ist erst ca Jahre alt. Kannst du das erklären? 2. Wie hat sich die Vulkaneruption angekündigt? Und warum treten diese Vorboten auf? 3. Wie versuchen die Vulkanologen eine Vulkaneruption vorherzusagen? 4. Erkläre das Wort Seismograph, evakuiert und Epizentrum 5. Warum entstand eine Auswölbung an der Nordflanke? 6. Warum kam es erst nach dem Erdrutsch zu einer solch gewaltigen Explosion? 7. Erkläre mit Hilfe der englischen Ausdrücke die drei Schadengebiete: treeremoval-zone, tree-down-zone und standing-dead-zone. 14

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7 Realien Geographie Aufbau und Entstehung eines Vulkans Ein Vulkan entsteht, wenn Magma bis an die Oberfläche der Erde aufsteigt. Viele Vulkane entstehen aufgrund der Plattentektonik. Wenn zwei Erdplatten aufeinander treffen, taucht eine Platte unter die andere ab (Subduktion). In einer Tiefe ab 100 km schmelzen die Gesteine zu zähflüssigen Magma, das sich in grossen, tropfenförmigen Magmakammern in 2 bis 50 km Tiefe sammelt. Wenn der Druck zu groß wird, steigt das Magma im Erdmantel auf und ein Vulkan entsteht. Magmakammer Bild: Entstehung eines Vulkans. Schmelzende Gesteine Magma, das auf diese Weise an die Erdoberfläche gelangt, wird als Lava bezeichnet. Bei einem Vulkanausbruch werden aber nicht nur Lava, sondern auch feste oder gasförmige Stoffe freigesetzt. Aufgabe: Suche im Altas Vulkane in Europa und anderen Kontinenten: Europa Afrika Asien Amerika Australien Antarktis 16

8 Aufgabe: Suche die Vulkane im Atlas und trage die Buchstaben & Nummern in der Weltkarte ein. A Vesuv (Italien) Für die Römer kommt der Ausbruch des Vesuv im Jahre 79 n. Chr. vollkommen unerwartet, denn der Feuerberg gilt seit Jahren als erloschen. Bei seinem Ausbruch stößt der Vulkan riesige Rauchwolken aus. Drei Städte werden unter einer sieben bis neun Meter dicken Aschenschicht begraben. Die herabregnende Asche ist glühend heiß, so dass die meisten Menschen fast augenblicklich beim Einatmen sterben. B Ätna (Italien) Am 11. März des Jahres 1669 ereignet sich ein dramatischer Ausbruch am Ätna. Angekündigt von einigen Erdbeben öffnet sich an diesem Tag eine 12 Kilometer lange Spalte, aus der Lava herausquillt. Die Lavaströme erreichen die Stadt Catania und zerstören sie. Auch heute noch ist der Ätna aktiv. Sein letzter größerer Ausbruch fand 1993 statt. C Mont Pelée (Martinique) Am 8. Mai 1902 bricht der Mont Pelée auf- Martinique aus. Die Bewohner der unterhalb des Vulkans gelegenen Stadt St. Pierre haben keine Chance. Eine Lawine aus glühend heißer Asche und Gas überrollt die Hafenstadt Menschen sterben. D Tambora (Indonesien) Der Ausbruch des Tambora im Jahr 1815 ist die stärkste Eruption seit Menschen leben. Durch den Ausbruch sterben 10'000 Menschen, weitere ca 50'000 an den Folgen des Ausbruchs, denn die Aschewolke schleudert so viel Asche in den Himmel, dass auf der ganzen Nordhalbkugel die Temperaturen sanken. Er hatte ein "Jahr ohne Sommer" als Folge und viele Menschen sterben auch in Europa, weil die Ernte ausfällt. E Krakatau (Indonesien) Der Ausbruch des Krakatau 1883 gilt als zweitstärkste Vulkaneruption. Der Krakatau sprengte sich dabei in einer gewaltigen Explosion selbst in die Luft und mehr als die Hälfte der gleichnamigen Insel wird in die Luft gesprengt. Diese Explosion gilt als das lauteste Geräusch, welches der Mensch je gehört hat. Durch die Wucht der Explosion entsteht eine riesige, fast 40 Meter hohe Flutwelle, die die umliegenden Inseln überflutet. 35'000 Menschen sterben dabei. Von der ehemals großen Vulkaninsel bleiben nur drei kleine Eilande und ein "Kind des Krakatau" genannter Vulkanschlot erhalten. Weitere Vulkane: 1. Mount St. Helens USA, südlich von Seattle 2. Mount Katmai / Novarupta Alaska, östlich von Anchorage 3. Mount Cleveland, Aleuten, Alaska 4. Popocatepetl Mexiko, bei Mexiko-City 5. Arenal, Costa Rica 6. La Soufrière St. Vincent (Karibik) 7. Cotopaxi Ecuador, südlich Quito 8. Nevado del Ruiz Kolumbien, westlich von Bogota 9. Sajama, Bolivien, südwestlich von La Paz 10. Cerro Hudson, Chile, im Süden 11. Katla, Island 12. Fujisan, Japan, Tokio 13. Kilimanjaro, Afrika, Tansania 14. Kljutschewskaja Russland, Halbinsel Kamtschatka 15. Mauna Loa Hawaii, USA 16. Pinatubo Philippinen, Luzon 17. Kavachi, Salomonen (Submariner Vulkan) 18. Ruapehu, Neuseeland, Nordinsel 17

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