Die Planeten formen: Vulkanismus
Was ist Vulkanismus?
Vulkanismus ist der Ausbruch von geschmolzenem Gestein (Magma) auf der Oberfläche eines Planeten. Ein Vulkan ist die Entlüftung, durch die Magma und Gase abgegeben werden. Magma, das die Oberfläche erreicht, wird „Lava“ genannt.“ Vulkane sind nach Vulkan benannt – dem römischen Gott des Feuers!
Warum und wo entstehen Vulkane?
Vulkanismus ist das Ergebnis eines Planeten, der seine innere Wärme verliert. Vulkane können sich dort bilden, wo Gestein in der Nähe der Oberfläche heiß genug wird, um zu schmelzen. Auf der Erde geschieht dies häufig in Verbindung mit Plattengrenzen (siehe Abschnitt über Tektonismus). Wo sich zwei Platten auseinander bewegen, wie zum Beispiel an Vulkankämmen im mittleren Ozean, steigt Material aus dem Erdinneren langsam auf, schmilzt, wenn es niedrigere Drücke erreicht, und füllt die Lücke aus. Wo eine Platte unter eine andere subduziert wird, können sich Magmakammern bilden. Diese Magmakörper speisen die vulkanischen Inseln, die Subduktionszonen markieren.
Obwohl die meiste vulkanische Aktivität an Plattengrenzen stattfindet, kann Vulkanismus auch innerhalb der Platteninnenräume an Hotspots auftreten. Es wird angenommen, dass Hotspots von großen „Federn“ extrem heißen Materials stammen, die tief im Erdinneren aufsteigen. Das heiße Material steigt langsam an und schmilzt schließlich, wenn es niedrigere Drücke in der Nähe der Erdoberfläche erreicht. Wenn das Material ausbricht, bildet es massive Lavaströme aus feinkörnigem dunklem Vulkangestein – Basalt. Die breiten, sanften Schildvulkane Hawai’i kommen von einem Hotspot.
Was sagen uns die Vulkane der Erde?
Die Tatsache, dass die Erde Vulkane hat, sagt uns, dass das Innere der Erde zirkuliert und heiß genug ist, um zu schmelzen. Die Erde kühlt sich ab; Vulkane sind eine Möglichkeit, Wärme zu verlieren. Das Verteilungsmuster der Vulkane auf der Erde gibt uns einen Hinweis darauf, dass die Erdoberfläche in Platten unterteilt ist; Die Vulkanketten, die mit mittelozeanischen Kämmen und Subduktionszonen verbunden sind, markieren die Plattenkanten. Andere Planeten haben vulkanische Merkmale – einige sind kürzlich aktiv – und sagen Geologen, dass auch sie Wärme aus ihrem Inneren verlieren und dass es Zirkulation gibt. Diese Planeten zeigen jedoch nicht das Muster der Vulkane der Erde.
Welche Beweise gibt es für Vulkanismus auf anderen Planeten?
Mond: Unser nächster Nachbar hat kleine Vulkane, Risse (Risse in der Kruste) und ausgedehnte Basaltströme, ein feinkörniges dunkles Vulkangestein. Die großen dunklen Becken, die Sie auf dem Mond sehen können, sind die Maria — Bereiche dieser Lavaströme. All diese vulkanischen Merkmale sind jedoch alt. Es gibt keine aktiven vulkanischen Merkmale auf dem Mond. Die meisten vulkanischen Aktivitäten fanden früh in der Geschichte des Mondes statt, vor etwa 3 Milliarden Jahren. Der jüngste Lavastrom ereignete sich vor etwa 1 Milliarde Jahren.
Dunkle Regionen auf dem Mond sind Mondregionen. Dies sind niedrige, glatte Regionen aus dunklem, feinkörnigem Vulkangestein – Basalt.
Galileo-Satellitenbild (PIA00405), erstellt vom U.S. Geological Survey, mit freundlicher Genehmigung der NASA und des Jet Propulsion Laboratory.
Diese Gesteinsprobe wurde 1971 von der Apollo 15-Mission gesammelt. Es ist ein Basalt, eine Art Gestein, das sich aus einer vulkanischen Lava verfestigt. Dieser spezielle Basalt entstand vor 3,3 Milliarden Jahren und ähnelt Basalten, die auf Vulkanen wie Hawaii auf der Erde gebildet wurden.
Mars: Der Mars hat vulkanische Merkmale, die in ihrer Form denen auf der Erde ähneln, obwohl sie viel größer sind. Es gibt große Schildvulkane – wie die in Hawaii -, die 100-mal mehr Masse enthalten als die auf der Erde. Olympus Mons ist der höchste Vulkan unseres Sonnensystems. Es ist 22 Kilometer (14 Meilen) hoch, verglichen mit Mauna Loas 9 Kilometern (fast 6 Meilen). Es ist 600 Kilometer breit (375 Meilen), was groß genug ist, um den Bundesstaat Arizona abzudecken! Einige der Vulkane auf dem Mars, einschließlich Olympus Mons, kommen in der Tharsis-Region vor; Das Magma für die Vulkane kann aus heißem Material stammen, das in Federn aus der Tiefe des Marsinneren aufsteigt. Viele Wissenschaftler halten den Mars für vulkanisch aktiv, auch wenn wir keinen Ausbruch beobachtet haben. Basaltmeteoriten vom Mars weisen darauf hin, dass in den letzten 180 Millionen Jahren Vulkanismus aufgetreten ist. Auf den Lavaströmen von Olympus Mons treten nur sehr wenige Einschlagskrater auf, was darauf hindeutet, dass dieser Vulkan wahrscheinlich in den letzten Millionen Jahren ausgebrochen ist.
Schrägansicht des Vulkans Olympus Mons auf dem Mars. Die große Vertiefung in der oberen Bildmitte ist die Caldera. Die Caldera befindet sich in der Nähe des Gipfels des Vulkans und ist 65 × 80 Kilometer (40 × 50 Meilen) groß — ungefähr so groß wie Rhode Island. Als Magma aus den Öffnungen an der Seite des Vulkans ausbrach, brach das Gestein in der Nähe des Gipfels zusammen und erzeugte die Caldera.
Viking Orbiter Bild (641A52) mit freundlicher Genehmigung der NASA.
Venus: Die Venus hat mehr als 1700 vulkanische Merkmale und viele davon sehen frisch — unverwittert aus. Ein Großteil der Oberfläche der Venus wurde wahrscheinlich in den letzten hundert Millionen Jahren von riesigen Basaltlavaströmen bedeckt. Diese Lavadecke bedeckte die Oberflächenmerkmale wie Einschlagskrater vollständig. Die Tatsache, dass nur wenige Krater die Oberfläche prägen, liefert Beweise für die jüngste Natur dieser Wiederauffüllung.
Computergenerierte Ansicht von Maat Mons auf der Venus. Dieses Bild stammt aus Radardaten der Magellan-Raumsonde; Die Atmosphäre der Venus ist zu dick, als dass Teleskope sie durchschauen könnten. Dunkle Bereiche sind glatt und werden als ältere Lavaströme interpretiert. Helle Bereiche sind rau, interpretiert als junge Lavaströme.
Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA und des Jet Propulsion Laboratory.
Io: Jupiters innerster Mond Io ist der vulkanisch aktivste Körper in unserem gesamten Sonnensystem! NASA-Missionen zeigten massive Federn, die Hunderte von Kilometern über der Oberfläche schossen, aktive Lavaströme und Feuerwände, die mit Magma verbunden waren, das aus Rissen floss. Die gesamte Oberfläche von Io ist mit vulkanischen Zentren und Lavaströmen bedeckt, die alle Einschlagkrater bedeckt haben.
Voyager Bild von Io. Die dunklen Flecken markieren Vulkane.
Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA und des Jet Propulsion Laboratory.
Die Galileo-Raumsonde hat dieses Bild eines aktiven Vulkanausbruchs auf Io im Jahr 2000 aufgenommen. Die leuchtend orange Region ist heiße Lava. Dieses Falschfarbenbild hat einen Durchmesser von etwa 250 Kilometern (etwa 155 Meilen).
Bild produziert von der University of Arizona, mit freundlicher Genehmigung der NASA.
Warum finden wir nicht auf allen Planeten und Monden aktive Vulkane?
Aktive Vulkane treten auf Planeten auf, die noch heiß sind. Im Allgemeinen kühlt sich der Planet umso langsamer ab, je größer er ist. Kleine Planeten oder Monde, wie Merkur und unser Mond, haben sich so weit abgekühlt, dass sie nicht mehr heiß genug sind, um Gestein zu schmelzen. Größere Planeten wie Erde und Venus sind immer noch heiß und haben immer noch aktiven Vulkanismus.