Lava

Lava ist geschmolzenes Gestein, das die Erdoberfläche durch einen Vulkanschlot oder eine Spalte durchbrochen hat. Solange es sich unter der Kruste befindet, wird dieses geschmolzene Material als Magma bezeichnet; beim Ausbruch wird es als Lava neu klassifiziert. Dieser Unterschied ist in der Geologie nicht nur semantisch wichtig, sondern weil der Verlust gelöster Gase beim Erreichen der Oberfläche die physikalischen Eigenschaften des Materials grundlegend verändert.

Chemische Zusammensetzung und Klassifizierung

Lava besteht hauptsächlich aus Silikatmineralien, und ihr Verhalten wird durch ihren Siliziumdioxid-(SiO₂)-Gehalt bestimmt. Geologen klassifizieren Lava in drei chemische Haupttypen:

• Felsisch (Rhyolithisch): Hoher Siliziumdioxidgehalt (>63 %). Diese Laven sind extrem viskos (dickflüssig) und haben relativ niedrige Temperaturen (650 °C bis 800 °C). Da sie Gase leicht einschließen, sind sie oft eher mit explosiven Ausbrüchen als mit flüssigen Strömen verbunden.
• Intermediär (Andesitisch): Mäßiger Siliziumdioxidgehalt (52 % bis 63 %). Andesitische Lavaströme, die in Stratovulkanen üblich sind, sind dick und blockig und reisen oft nicht weit vom Schlot.
• Mafisch (Basaltisch): Niedriger Siliziumdioxidgehalt (45 % bis 52 %) und reich an Eisen und Magnesium. Diese Laven sind die heißesten (1000 °C bis 1200 °C) und am wenigsten viskos, was es ihnen ermöglicht, schnell über weite Strecken zu fließen.

Rheologie und Viskosität

Die Viskosität von Lava – ihr Fließwiderstand – ist ihre wichtigste physikalische Eigenschaft. Sie bestimmt die Form des Vulkans und den Stil des Ausbruchs. Die Viskosität wird durch Temperatur, chemische Zusammensetzung und Gasgehalt bestimmt.

Wenn Lava abkühlt, wird sie viskoser. Die innere Struktur des Stroms ermöglicht es dem Kern jedoch, heiß und flüssig zu bleiben, während die Kruste aushärtet, wodurch „Lavaröhren“ entstehen, die den Strom isolieren und es ihm ermöglichen, Dutzende von Kilometern von der Quelle entfernt zu reisen. Diese Effizienz ist der Grund, warum Schildvulkane, die aus flüssiger basaltischer Lava gebaut sind, solch breite, sanfte Hänge haben.

Morphologien: Oberflächentexturen

Die Art und Weise, wie Lava erstarrt, erzeugt unterschiedliche Oberflächentexturen, insbesondere bei basaltischen Strömen. Die hawaiianischen Begriffe für diese Texturen sind in der Vulkanologie zum Standard geworden:

1. Pahoehoe: Gekennzeichnet durch eine glatte, wogende oder seilartige Oberfläche. Pahoehoe bildet sich aus heißer, flüssiger Lava mit einer relativ niedrigen Fließgeschwindigkeit. Wenn die Haut abkühlt, zieht der weiterfließende Strom darunter sie in seilartige Falten.
2. ‘A’a: Eine raue, zackige Oberfläche, die aus losen, zerbrochenen Lavablöcken, sogenannten Klinkern, besteht. ‘A’a bildet sich, wenn die Lava etwas kühler ist und eine höhere Ausflussrate hat. Die Kruste bricht in scharfe Brocken, während der sich schneller bewegende Kern sie mitschleift.
3. Kissenlava (Pillow Lava): Entsteht, wenn Lava unter Wasser ausbricht. Die schnelle Abkühlung führt dazu, dass die Lava in abgerundeten, kissenförmigen Lappen extrudiert. Dies ist die häufigste Art der Lavabildung auf der Erde und bedeckt die überwiegende Mehrheit des Meeresbodens.
4. Blocklava: Häufig bei andesitischen oder rhyolithischen Strömen, wo die Lava zu dick ist, um Klinker zu bilden. Stattdessen zerbricht sie in massive, glattseitige Blöcke.

Der Lebenszyklus von Lava

Nach dem Ausbruch wirkt Lava als konstruktive Kraft. Sie fügt Inseln und Kontinenten neue Landmasse hinzu. Über geologische Zeitskalen hinweg produziert die Verwitterung von basaltischer Lava einige der fruchtbarsten Böden des Planeten, reich an Eisen, Magnesium und Phosphor. Diese Fruchtbarkeit ist ein Hauptgrund, warum landwirtschaftliche Zivilisationen sich historisch trotz der inhärenten Risiken in der Nähe aktiver Vulkanzonen niedergelassen haben.