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Lava
Lava (Mehrzahl Laven) bezeichnet flüssig an die Oberfläche eines terrestrischen Himmelskörpers ausgetretenes (eruptiertes) Magma. Sowohl auf der Oberfläche …
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Begriff, Bedeutung und Entstehung
Lava ist Magma, das flüssig an die Oberfläche eines terrestrischen Himmelskörpers ausgetreten, also eruptiert, ist. Sowohl die noch fließende Lava als auch das aus dieser Bewegung heraus erstarrte Material wird als Lavastrom bezeichnet. Lava ist ein vulkanisches Förderprodukt und gehört zu den Vulkaniten. Weitere Förderprodukte eines Vulkans sind Pyroklastika sowie flüchtige, gasförmige Bestandteile, sogenannte Volatile. Dazu zählen Kohlenstoffdioxid, Wasser, Schwefeldioxid, Ammoniak und Edelgase, die das Magma bei der Druckentlastung verliert.
Magma gelangt vergleichsweise selten unmittelbar an die Oberfläche, weil dafür erhebliche Kräfte nötig sind. Häufiger entstehen Intrusionen: Dabei dringt Magma in die Erdkruste ein und erstarrt dort. Tritt Lava aus, liegt ihre Temperatur je nach Zusammensetzung ungefähr zwischen 800 °C bei rhyolithischer Lava und 1200 °C bei basaltischer Lava. Durch die Abkühlung und Erstarrung entsteht vulkanisches Gestein.
Zusammensetzung und Fließverhalten
Laven sind normalerweise Silikatschmelzen mit einem Gewichtsanteil von 45–70 % Siliciumdioxid (SiO₂). Selten kommen Laven mit einem geringeren Silikatanteil vor, beispielsweise die Karbonatit-Laven des Ol Doinyo Lengai. Neben Silikaten kann Lava Magnesium- und Eisenverbindungen enthalten.
Nach dem SiO₂-Gehalt unterscheidet man drei wichtige Gruppen:
• Saure oder rhyolithische Lava enthält mehr als 65 % SiO₂ und ist hochviskos, also sehr zähflüssig.
• Intermediäre oder andesitische Lava enthält zwischen 52 % und 65 % SiO₂.
• Basische oder basaltische Lava enthält weniger als 52 % SiO₂ und ist niedrigviskos, also vergleichsweise dünnflüssig.
Beim Aufstieg des Magmas laufen verschiedene Prozesse ab, welche die Zusammensetzung verändern können. Diese magmatische Differentiation führt dazu, dass die austretende Lava anders zusammengesetzt sein kann als das ursprüngliche Magma. An der Oberfläche kühlt Lava schnell ab, weshalb das entstandene Gestein meistens feinkörnig oder glasig ist. Durch die Druckentlastung beim Aufstieg treten außerdem Gase aus. Dadurch können sich kleine oder große Gasblasen in der Lava bilden.
Die Viskosität, also der Widerstand einer Flüssigkeit gegen das Fließen, bestimmt wesentlich, welche Form die Lava beim Aufstieg, Fließen und Abkühlen annimmt.
Fließende Lava und vulkanische Decken
Pāhoehoe-Lava ist dünnflüssige, niedrigviskose basaltische Lava. Sie fließt als Lavastrom hangabwärts und bildet glasige Oberflächen. Zu ihren Erscheinungsformen gehören Stricklava, Fladenlava und Schollenlava.
ʻAʻā-Lava, auch Brockenlava genannt, ist dagegen zähflüssige basaltische Lava. Sie erstarrt zu scharfkantigen Brocken und Klumpen. Innerhalb desselben Lavastroms kann im oberen Teil Pāhoehoe-Lava auftreten, während im unteren Teil ʻAʻā-Lava überwiegt. Ursache ist die zunehmende Viskosität infolge von Abkühlung und Ausgasung.
Blocklava ist typisch für zähflüssige andesitische und dazitische Laven. Sie bildet kurze, gedrungene Lavaströme. Durch Autobrekziierung, also das Zerbrechen des erstarrenden Stroms aus seiner eigenen Bewegung heraus, löst sich die Oberfläche in kompakte, porenarme Blöcke mit unterschiedlichen Oberflächenformen auf.
Flutbasalte entstehen aus extrem dünnflüssiger basaltischer Lava. In ebenem Gelände bildet sie geringmächtige vulkanische Decken. Bei besonders großen Fördermengen können mächtige Tafeln entstehen, die früher als Trapp und heute eher als magmatische Großprovinz bezeichnet werden. Beispiele sind das 160.000 km² große Columbia River Plateau in den US-Bundesstaaten Oregon, Washington und Idaho, die über 250.000 km² ausgedehnten Karoo-Basalte Südafrikas und das 500.000 km² große Dekkan-Plateau in Indien, der Dekkan-Trapp.
Lava im Wasser, in Seen und als Auswurf
Pillow- oder Kissenlava entsteht, wenn Lava im Wasser sehr schnell abkühlt. Sie besteht aus Ansammlungen schlauchartiger Basaltstrukturen, die im Querschnitt rund oder elliptisch sind und ungefähr 1 m Durchmesser oder mehr erreichen. Werden Gesteinskörper, die ursprünglich unter dem Meer lagen, später gehoben, kann Kissenlava auch auf dem Festland vorkommen.
Lavaseen sind eine besondere Erscheinungsform, die beispielsweise am Erta Ale und am Nyiragongo vorkommt. Manche entstehen, wenn oberirdische Lavaströme einen Krater füllen; sie heißen sekundäre Lavaseen. Solche Seen können bis zu 100 Meter tief sein. In ihnen kühlt die Lava über mehrere hundert Tage langsam ab. Dadurch lassen sich die Erstarrungsprozesse von Lava untersuchen.
Vulkanische Bomben bestehen aus ausgeschleuderter Lava. Sie erstarren während des Ausbruchs noch in ihrer Flugphase.
Durch Lava geformte Geländeformen
Lavaröhren können sich beim Abkühlen dünnflüssiger Lavaströme bilden. Die Oberfläche erstarrt zuerst, während die flüssige Lava darunter weiterfließt und große Hohlräume zurücklässt. Stürzt die Decke einer solchen Röhre ein, entsteht eine Lavarinne.
Ein Lavadom entsteht, wenn die Lava beim Austritt bereits so zäh ist, dass sie nicht abfließen kann. Er ist ein kurzer, dicker und häufig pfannkuchenartiger Lavastrom. Lavadome können einen Kraterschlund, der zuvor durch eine explosive Eruption geleert wurde, auch fingerartig auffüllen. Ihre Bildung dauert längere Zeit und ist deshalb wissenschaftlich gut dokumentiert. Bekannte Beispiele sind die Dome am Mount St. Helens, wo sich vor dem Ausbruch von 1980 ein Dom bildete und später erneut eine Dombildung begann, sowie die Lavadome des Unzen und des Usu auf der japanischen Insel Hokkaidō. Ein europäisches Beispiel ist der Puy de Dôme in Südfrankreich.
Basaltsäulen oder Lavasäulen entstehen, wenn sich Lava unter bestimmten Abkühlungsbedingungen zusammenzieht und dabei zerspringt. Der Vorgang ist nicht auf basaltische Gesteine beschränkt, sondern tritt unter anderem auch bei Rhyolith und Phonolith auf. Schnell abgekühlte Pāhoehoe-Ströme bilden eher unauffällige, unregelmäßige Säulen; solche Lavafelder sind im Allgemeinen stark erosionsanfällig. Regelmäßige Basaltlavasäulen entstehen bei langsamerer Abkühlung.
Die Säulen stehen stets senkrecht zur jeweiligen Abkühlungsfläche. Deshalb sind sie in Lavaschichten und flach liegenden Intrusionen vertikal ausgerichtet, in steilen Gängen dagegen horizontal. Da Lava an der Oberfläche schneller und in der Tiefe langsamer abkühlt, sind die oberen Säulen häufig dünner als die unteren. In Lavagängen und -höhlen können Fächer- und Rosettenmuster entstehen. Die meisten Basaltsäulen sind sechseckig; es kommen jedoch auch fünf- und siebeneckige Säulen vor.
