Magma, Lava und vulkanische Gesteine (2024)

Der Grundstoff alle vulkanischer Gesteine ist die Gesteinsschmelze aus dem Inneren der Erde. In der Vulkanologie existieren 2 Begriffe für diese Gesteinsschmelze: Magma und Lava. Im alltäglichen Sprachgebrauch werden die beiden Begriffe oft willkürlich benutzt, obwohl es einen klar definierten Unterschied gibt. Die Gesteinsschmelze wird als Magma bezeichnet, solange sie sich noch im Erdinneren befindet und viele gelöste Gase enthält. Sobald die Gesteinsschmelze aus einem Vulkan an der Oberfläche austritt und die meisten Gase entwichen sind, wird sie Lava genannt. Lava ist also weitestgehend entgastes Magma.

Obwohl manche Lavaströme sehr schnell fließen und sehr dünnflüssig aussehen, darf man nicht vergessen, dass sie viel dichter als Wasser sind. In Katastrophenfilmen wird schon mal gezeigt, wie Menschen über einen Lavastrom fahren, oder das sie von Lavaströmen eingeschlossen werden und nicht mehr flüchten können. Es stellt sich die Frage, was nun geht? Die Antwort zeigt das Video oben. Es ist unter Umständen tatsächlich möglich einige Meter auf einem fließenden Lavastrom zurück zu legen. Das gelingt aber nur, wenn die Lava bereits relativ kühl (unter 900 Grad) ist und nicht mehr zu schnell fließt. Am Ol Doinyo Lengai gibt es extrem dünnflüssige Lava, die relativ kalt ist und nicht glüht. Sie kann trotzdem keinen Menschen tragen. Wer es dennoch versucht muss mit schlimnsten Verbrennungen rechnen. Was der Mann in dem Video tut, sollte man natürlich nicht leichtfertig nachahmen. Sein Arbeitsplatz war der Ätna und er formte aus der Lava Aschenbecher, die als Souvenirs verkauft wurden. Er kannte sich also bestens mit dem Rohstoff Lava aus.

Vulkanische Gesteine nennt man Vulkanite

Sobald die Lava an der Oberfläche abkühlt und erstarrt entsteht ein vulkanisches Gestein. Diese Gesteine werden als Vulkanite, oder Ergussgesteine bezeichnet.
Nicht jedes Magma tritt an der Oberfläche aus. Oft beendet es seinen Aufstieg aus den Bereichen des Erdmantels in der Erdkruste und kühlt dort langsam ab. Es entstehen Tiefengesteine die Plutonite genannt werden. Vulkanite und Plutonite zählen zu der Gruppe der magmatischen Gesteine. Chemisch gesehen hat jeder Plutonit einen äquivalenten Vulkanit. Die beiden Gesteinsarten unterscheiden sich in erster Linie durch ihr Gefüge. Da die Plutonite über längere Zeiträume abkühlen als die Vulkanite, haben die Kristalle mehr Zeit zum Wachsen. Somit haben die Mineralien der Plutonite eine größere Korngröße als die Vulkanite.
Das Magma selbst kommt entweder aus dem Erdmantel, oder entsteht im Grenzebreich der unteren Erdkruste und des oberen Erdmantels. Da in diesen Tiefen hohe Drucke herrschen, ist das Gestein dort überwiegend plastisch und verhält sich ähnlich wie Knetgummi. Unter bestimmten Bedingungen (z.B. unter Zugabe von Wasser) kann es schmelzen, sodass Magma entsteht. Dieses beginnt aufgrund des Dichteunterschiedes der Schmelze zum umgebenen Gestein mit seinem Aufstieg, bis es sich in einer Magmakammer sammelt. Dort beginnt es langsam abzukühlen und erste Mineralien kristallisieren aus. Dadurch ändert sich die Zusammensetzung des restlichen Magmas. Man spricht von einer chemischen Differenziation des Magmas, oder von seiner Reifung. So können während einer eruptiven Phase eines Vulkans unterschiedliche Lava-Arten gefördert werden, aus denen unterschiedliche Vulkanite entstehen.
Kristalle, die sich schon bei der Differenziation des Magmas in der Magmakammer gebildet haben, finden sich als grobkörnige Einsprenglinge im Gestein wieder. Häufige Einsprenglinge sind Olivine, die aus dem Mantelgestein Peridotit hervorgehen, sowie Pyroxen, Amphibol, Plagioklas und Biotit. Fremdgestein-Einschlüsse, die so genannten Xenolithe, stammen vom Umgebungsgestein der Magmakammer bzw. des Förderschlotes.

Die Hauptgruppen vulkanischer Gesteine und ihr Kieselsäuregehalt

Die Hauptgruppen der vulkanischen Gesteine kann man äquivalent zu den Magmen, aus denen sie hervorgehen, anhand ihres Gehaltes an Siliziumdioxid grob klassifizieren. Es ergibt sich eine Folge der Magmatite nach ihrem SiO2-Gehalt:

Die Einteilung mit Hilfe der Begriffe "basisch" bis "sauer" hat nichts mit dem pH-Wert der Gesteine zu tun, sondern ist eine ältere, aber noch gebräuchliche bergmännische Klassifizierung der Magmatite.
Ferner spielt auch die Konzentration der Alkali-Metalle eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Klassifikation der Gesteine. Trachyte enthalten viel Natrium, Kalium und Siliziumdioxid, ebenso die Phonolithe.

Unterschiedliche Entstehugnsort von Basalt

Basalt ist weltweit das häufigste Vulkangestein. Basalte haben einen Siliziumdioxid-Gehalt zwischen 42 und 52%. Betrachtet man dazu noch die Konzentration der Alkali-Metalle im Basalt, dann lässt sich sagen, wo der Vulkanit entstanden ist.
Die Erdkruste der ozeanischen Platten besteht aus einem Basalt, der wenig Kalium enthält. Er wird als Tholeiit bezeichnet und entsteht überwiegend an den divergenten Plattengrenzen der mittelozeanischen Rücken.
Basalte, die an den konvergenten Plattengrenzen der Subduktionszonen entstehen, enthalten relativ viel Kalium, aber wenig Magnesium und Calcium. Sie werden entweder als CMB (continental margin basalt,) oder IAB (island arc basalt) bezeichnet. Alkalibasalte sind in Bezug auf das Siliziumdioxid untersättigt und enthalten viele Alkali-Metalle. Sie sind typisch für ozeanische Intraplattenvulkane, wie etwa die Vulkane Hawaiis. In der Fachsprache werden sie als OIB (ocean island basalt) bezeichnet.
Basaltische Lava ist dünnflüssig und wird meistens als Lavastrom oder als Lavafontäne gefördert.

Intermediäre und saure Lava-Arten

Andesit ist ein Vulkanit mit intermediärer Zusammensetzung. Es ist ein typisches Gestein der Anden-Vulkane; deren Magma entsteht durch die Subduktion ozeanischer Kruste. Als Lava ist Andesit zähflüssig, kann aber noch als Lavastrom ausfließen. Meist wird Andesit explosiv gefördert.
Dazit kann trotz seines geringeren Siliziumdioxid-Gehaltes zähflüssiger sein als Rhyolith. Es wird ausschließlich bei explosiven Ausbrüchen gefördert, die oft ein großes zerstörerisches Potenzial aufweisen.
Rhyolith ist ein weit verbreitetes vulkanisches Gestein. Rhyolithische Lava ist sehr zähflüssig und bildet oft Dome. Die extrem kurzen Lavaströme verstopfen den Förderschlot, wodurch sich im Inneren des Vulkans ein hoher Gasdruck aufbauen kann. Rhyolith wird überwiegend explosiv gefördert und ist typisch für den Vulkanismus an kontinentalen Subduktionszonen. Es entsteht aber auch unabhängig davon durch einen langen Reifungsprozess (magmatische Differenziation) in einer Magmakammer. Aus zehn Teilen basaltischem Magma bildet sich ein Teil Rhyolith. Es wird oft bei plinianischen und peleanischen Eruptionen gefördert und in mächtigen Tuffdecken abgelagert.
Phonolith ist ein saurer Vulkanit und typisch für kontinentale Intraplattenvulkane. Der auch als Klangstein bezeichnete Phonolith wurde von einigen Eifelvulkanen explosiv gefördert. Schlägt man ihn an, erzeugt der Phonolith einen hohen Klang. Typisch ist auch der Fettglanz dieses Gesteins.

Unterschiedliche Gefüge

Darüber hinaus gibt es eine Reihe vulkanischer Gesteine, die in ihrem Chemismus einem Vulkanit der Hauptgruppe entsprechen, sich aber in ihrem Gefüge deutlich von den Gesteinen dieser Gruppe unterscheiden.
Kühlt ein Lavastrom sehr schnell ab - etwa in Wasser -, kann Obsidian entstehen. Obsidian ist ein schwarzes, vulkanisches Glas aus rhyolithischem, gelegentlich auch andesitischem Magma, in dem keine Kornstruktur zu erkennen ist.
Bimsstein kühlt ebenfalls schnell ab, wird aber explosiv gefördert, und seine Lava enthält viel Gas; teilweise schäumt diese Lava regelrecht auf. Bei der schlagartigen Abkühlung werden die Gasblasen im Bimsstein eingeschlossen und bilden Poren. Das Gestein selbst ist wie der Obsidian glasartig, unterscheidet sich von diesem durch einen höheren H2O-Anteil (mehr als 4 %) im Ausgangsmagma. Aufgrund des hohen Porenvolumens ist Bimsstein so leicht, dass er schwimmt. Der Bimsstein gehört zur Untergruppe der Pyroklastika oder Tephra.