simulierte Temperaturverteilung in einer Eruptionsäule mit Aschenstrom

PD Dr. Ulrich Knittel:
Vulkanismus

Lektion 8:
Planetare Perspektiven

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Magmenbildung und -aufstieg
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Radarbild vulkanischer Dome auf der Venus

Radarbild vulkanischer Dome auf der Venus

Maat Mons, ein Stratovulkan auf der Venus

Perspektivische Darstellung des Stratovulkans Maat Mons auf der Venus


Mount Olympus auf dem Mars

Perspektivische Darstellung des Mount Olympus auf dem Mars



Eruptionswolke über dem Horizont  des Jupiter-Mondes Io

Eruptionswolke über dem Horizont des Jupiter-Mondes Io


Schollenmosaik in der Eiskruste des Jupiter-Mondes Europa

Schollenmosaik in der Eiskruste des Jupiter-Mondes Europa

Planetare Perspektiven

Die Bedeutung vulkanischer Vorgänge für die Bildung und Gestaltung der Oberfläche von Planeten und Monden unseres Sonnensystems kann kaum überschätzt werden. Die Erdkruste, auf der wir leben, hat sich in der Frühzeit der Entwicklung unserer Erde, vor 4,6 - 4,0 Milliarden Jahren, durch Magmenbildung und Vulkanismus aus dem Erdmantel abgeschieden. Mit den Schmelzen werden im Magma gelöste Gase an die Oberfläche transportiert, die Grundlage der Bildung planetarer Atmosphären.

Mit Beginn der Raumfahrt in den 60er Jahren richtete sich das Interesse auch auf die Planeten und Monde unseres Sonensystems, wobei das Hauptinteresse natürlich unserem Erdmond galt. Dessen Oberfläche ist ja bekanntlich mit Kratern aller Größe übersäht. Lange Zeit war umstritten, ob es sich bei diesen um Vulkane oder um Einschlagkrater handelt. Inzwischen ist sicher, dass praktisch alle als Krater erkennbaren Gebilde Einschlagkrater sind. Es ist daher interessant festzustellen, dass die als Maare bekannten, dunklen Regionen des Mondes ausgedehnte Lavafelder sind, bislang aber nur wenige und wenig spektakuläre Eruptionszentren gefunden wurden. Diese Situation ist ganz analog zu den Flutbasaltprovinzen auf der Erde, die durch riesige (über 100 Quadratkilomter große), mächtige Basaltdecken gekennzeichnet sind, in denen sich Eruptionszentren jedoch nur durch sehr detaillierte Geländearbeit finden lassen.

Auch die Oberfläche der von Wolken verhüllten Venus ist durch vulkanische Prozesse gestaltet. Schon auf den Radarkarten, die auf der Basis von Messungen der sowjetischen Sonden Venera 15 und 16 in den Jahren 1983/84 hergestellt wurden, waren rund 800 Gebilde zu erkennen, die als zum Teil riesige Vulkanbauten gedeutet wurden. Aber erst die seit 1990 durchgeführten Radarmessungen der amerikanischen Magellan-Sonde enthüllten in phantastischem Detail unterschiedliche Vulkanbauten aller Größenordnungen. Zu den bemerkenswertesten Bildern zählen riesige kuppelartige Gebilde, die als vulkanische Dome gedeutet werden; ein deutlicher Hinweis für die Eruption saurer, zäher Magmen.

Ein anderes phantastisches Detail ist die hohe Reflektivität für Radarstrahlen mancher venusianischer Stratovulkane, die vermuten lassen, dass die Gipfelbereiche von aus Fumarolen  (Austritte heisser, vulkanischer Gase)  abgesetztem Pyrit bedeckt sind. Dieses auch als Katzengold bekannte Mineral würde einem Beobachter den Anblick golden glänzender Vulkangipfel bieten, denn bedingt durch die Sauerstoff-freie Atmosphäre, 'verrostet' Pyrit an der Oberfläche der Venus nicht.

Die größten Vulkanbauten finden sich jedoch auf dem Planeten Mars. Die schon vor dem Raumfahrzeitalter bekannte helle Region 'Nix Olympica' erwies sich auf auf den Bildern der Raumsonden als 27 Kilometer hoher Stratovulkan mit einem Basisdurchmesser von über 600 Kilometern. Dieser Kegel hat ein weitaus größeres Volumen, als alle Vulkane der Hawaii-Kette zusammen. Auf der Erde könnte ein so hoher Vulkan wegen der höheren Schwerkraft überhaupt nicht existieren, da er auf Grund seines hohen Gewichtes in die Erdkruste einsinken würde. In der Tat haben genaue Vermessungen gezeigt, dass die Erdkuste bei größeren ozeanischen Inseln leicht 'eingedrückt' ist.

Der nun Olympus Mons genannte Vulkan ist nicht der einzige Vulkan-Riese auf dem Mars. Östlich des Olymps liegen drei weitere riesige Stratovulkane. Alle vier Vulkane liegen auf einem Hochplateau, dem Tharsis-Plateau. Sicherlich liegt unter diesem Plateau ein 'hot-spot', falls es so etwas auf dem Mars gab/gibt.

Doch wenngleich die riesigen Stratovulkane unseren ersten Eindruck bestimmen, so gibt es auf dem Mars viel ausgedehnteren Vulkanismus, der riesige Lavafelder produziert hat. Diese sind natürlich nicht so spektakulär.

Ob der Mars gegenwärtig noch vulkanisch aktiv ist, läßt sich nicht genau sagen, doch veröffentlichten Wissenschaftler der NASA jüngst eine Studie, nach der die jüngsten Lavaströme des Mount Olympus, wie der Vulkan heute genannt wird, möglicherweise nur einige Millionen Jahre alt sind. Östlich dieses Riesenvulkans liegen drei weitere Vulkan-Riesen auf einem Hochplateau, der Tharsis-Region.

Aktiver Vulkanismus wurde im äußeren Sonnesystem gefunden, und zwar auf dem inneren großen Mond des Gas-Planeten Jupiter, der 'Io' heißt. Diese Entdeckung kam im Grunde völlig unerwartet, obgleich wenige Tage (!) vor der Ankunft der Sonde 'Voyager 1' am Jupiter, die die vulkanische Aktivität auf Io entdeckte, eine Arbeit publiziert wurde, in der genau dies vorhergesagt wurde. Die Autoren argumentierten, dass auf Io die Gezeitenkräfte ausreichend stark seien, um die für Schmelzprozesse benötigte Energie zu liefern. Die auf den Bildern von Voyager 1 entdeckten, regenschirmartigen Eruptionswolken bewiesen diese Hypothese aufs Schönste.

Auch bei der Entwicklung des Lebens könnte Vulkanismus eine Rolle gespielt haben. Einige Wissenschaftler vermuten neuerdings, dass das erste Leben im Ozean an heißen, post-vulkanischen Quellen entstanden sein könnte. Soche Thermalquellen hat man mit Tauchbooten am Grund des Ozeans im Bereich der mittelozeanischen Rücken und in anderen vulkanisch aktiven Gebieten entdeckt. Da die im Thermalwasser gelösten Schwefelverbindungen beim Kontakt mit dem Meerwasser ausfallen und schwarze Wolken bilden, sind diese Quellen auch als 'black smokers' bekannt geworden.

Und diese Hypothese hat zu einer weitaus phantastischeren Spekulation Anlaß gegeben, nämlich der, dass es auf dem Jupitermond 'Europa' Leben geben könnte. Dieser Mond ist von einem mächtigen Panzer aus Eis bedeckt. Dieser Eispanzer wird von zahllosen Rissen durchzogen und bereichsweise ist zu erkennen, dass sich einzelne 'Eisschollen' gegeneinander verschoben haben. Wenn diese Interpretation richtig ist, muss unter dem Eis flüssiges Wasser existieren. Wenn nun am Boden dieses eisbedeckten Ozeans heiße Thermalquellen existieren (und es scheint berechtigt, deren Existenz anzunehmen, da es sonst auf diesem Mond kein flüssiges Wasser geben sollte), dann könnte es in deren Umgebung zur Bildung von Leben gekommen sein. Diese Möglichkeit wurde von Arthur C. Clarke in dem Roman '2010' bereits durchgespielt, wird aber nun auch von seriösen Wissenschaftlern erwogen!

Alle Bilder dieser Seite wurden dem Planetary Photojournal der NASA entnommen.