Referent Dr. Helmut ENDRES über die Entstehung einer Magmakammer

07.07.16 - Zu einem Blick in die Magmakammer von Vulkanen hatte die Dt. Vulkanologische Gesellschaft nach Schotten eingeladen. Wer schon immer wissen wollte, warum manche Vulkane hochexplosiv sind und andere überwiegend relativ harmlose Lavaströme oder nur kleine Schlackenkegel produzieren, konnte hier einen Einstieg ins Thema finden. Ein wenig chemische Grundkenntnisse waren dabei allerdings ganz hilfreich. Der Referent Dr. Helmut Endres aus Langenfeld bei Düsseldorf ist selbst Chemiker. Nach Ende seiner beruflichen Tätigkeit hat er sein Interesse für Vulkane entdeckt und zum Beispiel mit der DVG die Kanaren besucht. Thematisch wandte sich Endres den Bestandteilen des flüssigen, über 1000°C heißen Gesteins zu.

Ausgangspunkt sei eine Schmelze, die aus dem Erdmantel aufsteigt und deren Zusammensetzung basaltisch ist. Bleibt das Magma auf dem Weg nach oben stecken, bilde sich eine Magmakammer. Das sei keineswegs selbstverständlich. Gerade im Vogelsberg seien viele Magmen ohne Umschweife nach oben gestiegen, wie die Erdmantelgesteine zeigen, die das Basaltmagma aus der Tiefe mitgebracht haben - das sind die im Basalt häufigen „Olivinknollen“, die zum Beispiel im Felsen am Hoherodskopfgipfel zu finden seien.

Aber auch im Vogelsberg entwickelten sich gelegentlich Magmakammern. Was passiert dort? Bei fallenden Temperaturen bilden sich die ersten Bausteine der Minerale. Es sind Silizium-Tetraeder: je ein Silizium-Atom, das rundum von vier Sauerstoff-Atomen umgeben ist (in Kombination mit Wasserstoff würde man von Kieselsäure sprechen). Dieser Grundbaustein könne sich im Weiteren zu Ketten, Bändern, Schichten und räumlichen Gittern verknüpfen. Mit im Spiel seien Metallionen, wie Eisen und Magnesium, Alkalimetalle wie Kalzium und Natrium und Aluminium, das eine Sonderrolle habe. Daraus gebildeten Minerale wären zum Beispiel Olivin, der zuerst entsteht, aber auch Pyroxen und Feldspäte. Früh gebildete, schwere Minerale wie Olivin und Pyroxen sinken in einer Magmakammer nach unten. Sie entziehen der Schmelze Metalle, während sich gleichzeitig Silizium anreichert.

Beides begünstige eine Verknüpfung der Silizium-Tetraeder und sorge für zunehmende Zähflüssigkeit (Viskisität) der Schmelze. Diese verändere sich dabei von der basaltischen Zusammensetzung weg - und hin zu einer „sauren“ Schmelze. Aus einer solchen entstehen hellere Vulkangesteine, wie der im Vogelsberg vorkommende Trachyt. Zähflüssige Schmelzen blieben aber auf dem weiteren Weg nach oben oft stecken und bildeten sogenannte Dome -ein bekanntes Beispiel wäre der Drachenfels am Rhein. 

Was sich in einer Magmakammer aber ebenfalls anreichert, seien Gase. Bei hohen Drücken blieben sie zunächst im Magma gelöst– wie Kohlensäure in einer Sektflasche. Kommt es zu einem Ausbruch, falle der Druck teilweise weg und es könne zur plötzlichen Entgasung kommen – wie beim Öffnen einer Sektflasche. So wird verständlich, dass die Produkte einer Magmakammer sehr explosiv sind. Als Beispiele solcher explosiver Ausbrüche stellte Endres unter anderem den Mt. St. Helens und den Laacher See vor. Im Vogelsberg gebe es östlich des Rehbergs immerhin den Nachweis eines trachytischen Block- und Aschestroms, der nach Zusammenbruch eines Doms entstanden sein müsse. Ein paar der Blöcke sind auch an einer Station des Geopfads zu finden und die Bohrung, die nicht weit entfernt davon durchgeführt wurde, ist im Infozentrum am Hoherodskopf dargestellt.

Wenn gelegentlich auch basaltische Magmen explosive Ausbrücke verursachen, habe das damit zu tun, dass Magmen auf ihrem Weg nach oben oft auf Grundwasser träfen. Solche Ausbrüche sprengen tiefe Löcher in die Landschaft, die man nach den typischen Osteifel-Vulkanen Maare nenne. Auch im Vogelsberg gab es Maare. Nach 15 Millionen Jahren seien diese allerdings in der Landschaft nicht mehr erkennbar. Aber die basaltischen Tuffe des Vogelsberges, die als stauende Schichten die vielen Quellaustritte der Region bewirken, stammten überwiegend aus solchen Ausbrüchen.

Nach vielen neuen Informationen und Anregungen zum Thema Vulkanismus schloss Endres seinen Vortrag mit einem etwas mystischen Bild aus einem Eifel-Geotop, wo der Gott Vulkanus die Besucher zu beobachten scheint. Die Anwesenden nutzten im Anschluss die Gelegenheit, einige Fragen zu klären und eigene Überlegungen zu diskutieren. +++