Inhalt
- Was ist eine Caldera?
- Calderas einklappen
- Explosive Calderas
- Die Yellowstone Supervolcano & Caldera Kette
- Der Toba Supervulkan
Kratersee Caldera: Satellitenaufnahme des Crater Lake, einer der berühmtesten Calderas der Welt. Der Crater Lake entstand vor etwa 7700 Jahren, als ein massiver Vulkanausbruch des Mount Mazama eine große Magmakammer unter dem Berg entleerte. Der zerbrochene Stein über der Magmakammer brach zusammen und erzeugte einen massiven Krater mit einem Durchmesser von über sechs Meilen. Jahrhunderte von Regen und Schnee füllten die Caldera und schufen den Crater Lake. Mit einer Tiefe von 594 Metern ist der Crater Lake der tiefste See der USA und der neunttiefste See der Welt. Das obige Bild wurde mit Landsat GeoCover-Daten der NASA erstellt. Bild vergrößern.
Was ist eine Caldera?
Calderas gehören zu den spektakulärsten Merkmalen der Erde. Es sind große Vulkankrater, die auf zwei verschiedene Arten entstehen: 1) ein explosiver Vulkanausbruch; oder 2) Zusammenfallen von Oberflächengestein in eine leere Magmakammer.
Das nebenstehende Bild zeigt eine Satellitenaufnahme einer der berühmtesten Calderas - den Crater Lake in Oregon. Der Crater Lake entstand vor etwa 7700 Jahren, als ein gewaltiger Vulkanausbruch des Mount Mazama eine große Magmakammer unter dem Berg entleerte. Der gebrochene Stein über der Magmakammer brach zusammen und erzeugte einen massiven Krater mit einem Durchmesser von mehr als zehn Kilometern. Jahrhunderte von Regen und Schnee füllten die Caldera und schufen den Crater Lake. Mit einer Tiefe von 594 Metern ist der Crater Lake der tiefste See der USA und der neunttiefste See der Welt.
Calderas einklappen
Einsturzkessel entstehen, wenn eine große Magmakammer durch einen Vulkanausbruch oder durch Magmabewegung unter der Oberfläche geleert wird. Der nicht abgestützte Stein, der das Dach der Magmakammer bildet, bricht zusammen und bildet einen großen Krater. Es wird angenommen, dass der Crater Lake und viele andere Calderas durch diesen Prozess entstanden sind.
Die folgende Abbildung in vier Schritten erklärt, wie sich die Kratersee-Caldera gebildet haben soll. Das Video auf dieser Seite zeigt ein Tischmodell der Caldera-Bildung. Dies wäre eine hervorragende Aktivität für Lehrer, die mit ihren Schülern zu tun haben, oder sie können das Video einfach mithilfe einer Computerprojektion zeigen.
Caldera-Demonstration: Dieses Video zeigt eine Unterrichtsaktivität, die deutlich zeigt, wie eine Caldera entsteht. Es kann schwierig sein zu erklären oder zu zeichnen, wie sich eine Caldera bildet. Dieses Tischmodell ist eine großartige Demonstration. Lehrer können diese Aktivität mit ihren Schülern durchführen oder das Video einfach im Unterricht mithilfe von Computerprojektion zeigen. Dina Venezky und Stephen Wessells, 2010, Caldera Demonstrationsmodell: US Geological Survey Open-File Report 2010-1173.
Explosive Eruptionen bei Kilauea: Viele der Explosionen in Kilauea vor 1924, die zu erheblichen Ascheablagerungen führten, ereigneten sich wahrscheinlich, als der Vulkangipfelkrater so tief war, dass sein Boden unter dem Grundwasserspiegel lag und das Grundwasser in einen See eindrang. Immer wenn Magma in das Wasser des Sees ausbrach, kam es zu heftigen Explosionen von Dampf und vulkanischen Gasen, die das Magma in winzige Aschepartikel zersplitterten und sich schnell bewegende, extrem heiße aschebeladene Dampfwolken (pyroklastische Stöße) aus dem Krater trieben. Bild und Bildunterschrift von USGS.
Eruptionen von Asche und Bimsstein: Der katastrophale Ausbruch begann an einem Abzug an der Nordostseite des Vulkans als hoch aufragende Aschesäule, wobei sich pyroklastische Ströme nach Nordosten ausbreiteten. Einsturz der Caldera: Als mehr Magma ausbrach, öffneten sich Risse um den Gipfel, die zusammenzubrechen begannen. Bimsstein- und Aschebrunnen umgaben den einstürzenden Gipfel, und pyroklastische Ströme flossen über alle Seiten des Vulkans. Dampfexplosionen: Als sich der Staub gelegt hatte, hatte die neue Caldera einen Durchmesser von 8 km und eine Tiefe von 1,6 km. Grundwasser wechselwirkte mit heißen Ablagerungen und verursachte Explosionen von Dampf und Asche. Heute: In den ersten hundert Jahren nach dem katastrophalen Ausbruch bauten erneute Ausbrüche Wizard Island, Merriam Cone und die zentrale Plattform. Wasser füllte die neue Caldera und bildete den tiefsten See der Vereinigten Staaten. Die Abbildung wurde von den Diagrammen auf der Rückseite der USGS-Karte von 1988 "Crater Lake National Park und Umgebung, Oregon" modifiziert. Illustration und Bildunterschrift des United States Geological Survey.
Explosive Calderas
Explosive Calderas entstehen, wenn sich sehr große Magmakammern, die mit silikareicher Schmelze und reichlich vorhandenem Gas gefüllt sind, aus der Tiefe nach oben bewegen. Kieselsäurehaltige Magmen haben eine sehr hohe Viskosität, die es ihnen ermöglicht, Gasblasen unter sehr hohem Druck zu halten. Wenn sie an die Oberfläche steigen, bewirkt die Verringerung des Drucks, dass sich die Gase ausdehnen. Beim Durchbruch kann es zu einer gewaltigen Explosion kommen, bei der große Gesteinsmengen zur Bildung der Caldera gesprengt werden. Einige dieser Explosionen werfen viele Kubikkilometer Magma und Gestein aus.
Yellowstone Caldera Chain: Die derzeitige Caldera in Yellowstone ist die jüngste in einer Reihe von Eruptionen, die sich über Millionen von Jahren erstrecken. Die North American Plate bewegt sich nach Westen über einen stationären Hot Spot. Während sich die Platte bewegt, verursacht der Hotspot alle paar Millionen Jahre einen enormen Ausbruch (und eine große Caldera). Dies hat regionale Basaltlaven und eine Kette von rhyolitischen Calderagruppen (Kreise mit einem Alter in Millionen von Jahren) entlang der Spur des Hotspots von Yellowstone hervorgebracht. Bild von USGS.
Die Yellowstone Supervolcano & Caldera Kette
Der Yellowstone National Park ist weltberühmt für seine Geysire und heißen Quellen. Diese thermischen Merkmale sind ein leicht zu beobachtender Beweis für ein aktives Magmasystem unter dem Park. Dieses Magmasystem hat einige der größten Vulkanausbrüche in der Geschichte der Erde hervorgebracht - Ausbrüche, die so groß sind, dass sie als "Supervulkane" bezeichnet wurden. Bei einem dieser Ausbrüche bildete sich eine Caldera, die etwa 80 km über dem größten Teil des Yellowstone-Nationalparks lag.
Der Toba Supervulkan
Vor ungefähr 73.000 Jahren verursachte der Ausbruch von Toba auf der Insel Sumatra, Indonesien, den vermutlich größten explosiven Ausbruch auf der Erde seit mindestens 25 Millionen Jahren.
Es wird angenommen, dass die Explosion von Toba einen großen Teil von Zentralindien abgeholzt hat - ungefähr 3000 Meilen von der Eruptionsstelle entfernt. Die Explosion soll etwa 800 Kubikkilometer Asche in die Atmosphäre ausgestoßen haben und einen Krater hervorgebracht haben, der 100 Kilometer lang und 35 Kilometer breit ist. Der Krater beherbergt heute den größten Vulkansee der Welt.
Calderas auf anderen Planeten: Komplexe Caldera auf dem Gipfel des Olympus Mons - ein Schildvulkan, der die höchste Erhebung auf dem Mars darstellt. Diese Caldera ist dem Caldera-Komplex auf dem Gipfel des größten Schildvulkans der Erde - dem Vulkan Mauna Loa auf der Insel Hawaii - sehr ähnlich. Bild von der NASA.
Toba Caldera: Landsat GeoCover-Aufnahme der vom Toba Supervolcano gebildeten Caldera. Es ist heute der größte Vulkansee der Welt. Das obige Bild wurde mit Landsat GeoCover-Daten der NASA erstellt. Bild vergrößern.
Vulkan Mauna Loa: Schneebedeckter Mokuaweoweo-Kessel auf Mauna Loa-Schildvulkan (Mauna Kea im Hintergrund) auf der Insel von Hawaii. Die Caldera hat einen Durchmesser von 3 x 5 km und eine Tiefe von 183 m. Es wird geschätzt, dass sie vor 600-750 Jahren zusammengebrochen ist. Mehrere Grubenkrater entlang der oberen südwestlichen Riftzone von Mauna Loa (rechts unten) entstanden ebenfalls durch Einsturz des Bodens. Bild und Bildunterschrift von USGS. Bild vergrößern.
Aniakchak Caldera in Alaska: Die Aniakchak Caldera in der Aleuten-Kette von Alaska entstand während eines gewaltigen Sprengstoffausbruchs, der mehr als 50 km weit ausstieß3 von Magma vor etwa 3.450 Jahren. Die Caldera hat einen Durchmesser von 10 Kilometern und eine Tiefe von 500 bis 1000 Metern. Nachfolgende Eruptionen bildeten Kuppeln, Schlackenkegel und Explosionsgruben auf dem Calderaboden. Bild vergrößern.
Vulkanische Explosivität ist eine Methode zum Vergleichen der Größe explosiver Vulkanausbrüche durch Schätzen des ausgestoßenen Materialvolumens. Unser Artikel über den "Volcanic Explosivity Index" bietet einen grafischen Vergleich der Supervulkane Crater Lake, Toba und Yellowstone.