Wie bricht ein Stratovulkan aus?

Im Allgemeinen sind die Vulkane, die der Menschheit die meisten Probleme bereiten, von der Art, die als Stratovulkane oder Verbundvulkane bekannt sind. Wie andere Arten von Vulkanen bilden sich Stratovulkane um Schlote, aus denen geschmolzenes Gestein oder Magma als Lava die Erdoberfläche erreicht. Sie treten am häufigsten in den großen Subduktionszonen des Planeten auf, wo eine tektonische Platte unter eine andere fällt und die Gesteinsschmelze erzeugt, die für die Erzeugung vulkanischer Aktivität erforderlich ist. Diese vulkanische Aktivität nimmt manchmal die Form einer leisen Lavaemission an, aber oft ist sie viel katastrophaler.

Stratovulkane, auch Kompositvulkane genannt, werden durch verschiedene Schichten („Schichtungen“) von Material – was sie zu einem „Verbundwerkstoff“ macht. Grundsätzlich bilden sich Schichten von Lavaströmen im Wechsel mit Asche und Gesteinsschutt der Kegel. Dieser ascheige Schutt – „pyroklastisches“ Material aus Lava und Gestein, das bei einer heftigen Eruption auseinander gesprengt wurde – würde normalerweise durch Erosion weggespült werden, aber die Lavaströme, die es später bedecken, bieten einen Schutz Glasur. Der Mittelweg hinter steil ansteigender Pyroklastik und sich abflachenden Lavaströmen ergibt den breiten Kegel eines typischen Stratovulkane wie Mount Rainier oder Mount Fuji: steiler als ein aus Lava gebauter Schildvulkan, aber sanfter als ein aus Pyroklastik gebauter Schlackenkegel.

Stratovulkane wechseln typischerweise zwischen explosiven und nicht-explosiven oder "effusiven" Eruptionen ab. Diese relativ leisen effusiven Eruptionen erzeugen die Lavaströme, die flüssiger sind, mit anderen Worten, weniger „viskos“. (Viskosität ist der Widerstand einer Flüssigkeit gegen Fluss.) Neben der Temperatur ist der Hauptfaktor, der die Viskosität einer Lava bestimmt, wie viel Kieselsäure sie enthält: mehr Kieselsäure bedeutet zähflüssiger, auch bekannt als weniger Flüssigkeit. Die Eruptionen von zähflüssigerer Lava des Stratovulkans sind die explosiven, die vulkanisches Gestein (alte Lava) und frische Lava heftig ausstoßen, um beide Pyroklastiken in der Luft zu erzeugen, oderTephra, und fegende Rutschen von Fragmenten den Hang hinunter.

Die Lava, die Stratovulkane produzieren, kann von basaltischer Lava mit niedrigem Silikatgehalt bis zu rhyolithischer Lava mit hohem Silikatgehalt reichen, aber die häufigste Art liegt in der Mitte zwischen diesen Extremen: Andesit. Andesitische Lava – benannt nach den Anden, die mit Stratovulkanen gut bestückt sind – stammt aus dem teilweisen Schmelzen des Erdmantels, wie es in Subduktionszonen geschieht. Das produzierte basaltische Magma steigt durch die kieselsäurereiche kontinentale Kruste auf, was zu einem andesitischen Zwischenprodukt führt.

Magma tief unter der Erde existiert unter einem ausreichend hohen Druck, um die darin enthaltenen Gase in ihrem gelösten Zustand zu halten. Wenn sich Magma der Erdoberfläche nähert, nimmt dieser Druck jedoch ab und Gase können dann aus der Lösung kommen. Bei ausreichend gelöstem Gas und/oder einem schnellen Druckabfall werden die Gase – am wichtigsten Wasserdampf – kann heftig entweichen, platzt wie eine geöffnete Getränkedose erschüttert. Zähflüssigere (weniger flüssige) Lava verhindert in beiden Fällen das Entweichen von Gasen und kann in beiden Fällen den Schlund oder die „Kehle“ eines Vulkans verstopfen den Druck erhöhen und zu explosiveren Eruptionen führen, die mit Geschwindigkeiten von mehr als 1.000 Meilen pro ausbrechen können Stunde.

Das in die Luft geschleuderte pyroklastische Material, bekannt als Tephra, reicht von winzigen staubartigen Partikeln – Asche – bis hin zu hausgroßen Vulkanbomben. Eruptionswolken können 25 oder mehr Meilen in die Atmosphäre aufsteigen und Asche (als Aschefall) Hunderte oder Tausende von Meilen in Windrichtung fallen lassen. Lawinen aus Lavaschaum, Gesteinssplittern und heißen Gasen, genanntpyroklastische Strömekann schnell die Hänge des Vulkans hinunterrasen, oft im Schatten vonpyroklastische Überspannungenaus Gas und Asche. Eines der zerstörerischsten Phänomene eines Stratovulkanausbruchs ist der Lahar: Ein vulkanischer Schlammfluss aus Gesteinsfragmenten und Wasser, der mit hoher Geschwindigkeit in Drainagen fließt. Sie brauchen jedoch keine Eruption, um einen Lahar zu produzieren. Starke Niederschläge oder das schnelle Schmelzen der Schneedecke oder der Gletscher eines Vulkans können diese Aufschlämmungen erzeugen.