Wissenstexte – Vulkaneifel
  • Dr. Wiebke Salzmann

    freie Lektorin und Autorin

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Foto der Bastei bei Rathen

Auf dieser Seite brubbelt es …

Die Vulkaneifel

Die Eifel

Die Eifel entstand vor 400 000 000 Jahren zum Ende des Devon und im Karbon bei der variszischen Orogenese. Orogenese bedeutet Gebirgsbildung und die variszische Gebirgsbildung war diejenige, bei der die alten Kontinente Gondwana und Laurussia (auch Euramerika oder Old-Red-Kontinent genannt) aufeinander zu drifteten und dabei u. a. etliche der deutschen Mittelgebirge auffalteten (siehe: Erdzeitalter). Damals waren das allerdings keine Mittelgebirge, sondern ein 3–4 km hoher Hochgebirgszug, der sich 600 km weit durch Europa erstreckte. Durch Erosion wurde das Hochgebirge jedoch abgetragen, das abgetragene Material lagerte sich als Sedimentschichten ab. Von dem einstigen Hochgebirge sind nur noch inselartige Reste vorhanden.
Das Grundgebirge der Eifel besteht aus dem Meeresboden, der im Devon vor der Auffaltung zwischen den Larussia und Gondwana lag: Sedimentgesteine wie Sandstein, Kalkstein und Schiefer. (Sedimentgesteine entstehen durch Verfestigung aus Material, das von beispielsweise von Gewässern oder durch Erosion abgelagert wird. Eruptivgesteine dagegen entstehen aus abkühlender Gesteinsschmelze.)

Abb. 1 ¦ Dolomiten bei Gerolstein  
BildunterschriftIm Devon war das Gebiet der Eifel ein subtropisches Meer, abgestorbene Korallen bildeten Kalkriffe, aus denen die Gerolsteiner Dolomiten entstanden. Reines Wasser ist für Kalkstein ungefährlich, aber Regenwasser enthält Kohlendioxid und bildet Kohlensäure. Diese greift Kalkstein an und so können aus Rissen im Gestein Höhlen entstehen, wie das Buchenloch bei Gerolstein. Bildunterschrift Ende
Abb. 2 ¦ am Vulkan Wolfsbeuel  
Bildunterschrift In diesem Vulkanabbau sieht man die Schichten aus Asche und Lapilli, die sich vor 500 000 Jahren nach Ausbrüchen ablagerten und Tuffschichten bildeten. Darin finden sich auch Buntsandsteinbruchstücke aus dem Deckgebirge. Bildunterschrift Ende

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Eishöhlen

Als Eishöhlen werden Höhlen bezeichnet, in denen das ganze Jahr über Temperaturen unter dem Gefrierpunkt herrschen und sich deshalb dauerhaft Eis hält. Eishöhlen entstehen dann, wenn die Höhle tiefer liegt als ihr Eingang, der Zugang also abwärts gerichtet ist. Kalte Luft strömt dann im Winter nach unten und kann durch warme Luft im Sommer nicht verdrängt werden, da diese leichter ist.

Abb. 3 ¦ Eishöhlen beim Rother Kopf  
BildunterschriftLeider gibt es in diesen Eishöhlen seit einigen Jahren kein Eis mehr. Bildunterschrift Ende

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Dreimühlen-Wasserfall

Das sehr kalkhaltige Wasser aus drei Quellbächen hatte in den vergangenen 10 000 Jahren seit der letzten Eiszeit eine mehrere hundert Meter große Kalksinterterrasse geschaffen. Diese drei Bäche wurden beim Bau der Mittleren Ahrtalbahn zusammengefasst und unter dem Bahnkörper hindurchgeführt. An der Stelle, an der der künstliche Bach die Sinterterrasse passiert, wächst seitdem ein Vorsprung, über den das Wasser abfällt und dann in den Ahbach fließt.
Dieser Vorsprung wächst (für Gesteine) rasend schnell, nämlich mit 10 cm pro Jahr. Dies geschieht mit pflanzlicher Hilfe – Laubmoose und Kieselalgen beschleunigen den Prozess, da durch sie die Oberfläche vergrößert und aus dem Wasser ausfallender Kalk gebunden wird. Pro Stunde werden etwa 0,5 kg Kalk gebunden, das macht im Jahr etwa 4,5 Tonnen. Dem Moos schadet das nicht (jedenfalls nicht dem Moosbewuchs als Ganzem), da es ständig weiterwächst und seine Oberfläche daher nicht von Karbonat überkrustet wird. An seiner Unterseite jedoch, wo das Moos am Kalksinter anhaftet, kommt es sehr wohl zu einer Überkrustung, was zu dem rasanten Wachstum der Sinterstufe führt. Mitte der 1980er Jahre musste die Sinterstufe mit Betonfundamenten gegen Abrutschen gesichert werden, weil der Lehmuntergrund das Gewicht nicht mehr tragen konnte.

Abb. 4 ¦ Der Dreimühlen-Wasserfall  
Bildunterschrift Bildunterschrift Ende

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Vulkanismus in der Eifel

Die Vulkaneifel ist ein Teil der Eifel, geprägt durch Vulkankrater, Basaltformationen und die berühmten Eifelmaare. Begonnen hat die vulkanische Aktivität in der Eifel vor 50 Millionen Jahren in der Hocheifel,geendet hat sie erst vor etwa 10 000 Jahren – weshalb man nicht sicher sagen kann, dass es sich wirklich um das Ende handelt. Einige tausend Jahre sind geologisch gesehen eine sehr kurze Zeit, es ist daher durchaus möglich, dass es sich nur um eine „Verschnaufpause“ der Vulkane handelt.
Der Vulkanismus in der Hocheifel ist der älteste – dieser Teil der Eifel war von vor 50 Millionen bis etwa vor 15 bis 20 Millionen vulkanisch aktiv. Der berühmter Laacher See liegt in der Osteifel, dort begann der Vulkanismus vor 500 000 Jahren und endete (vorläufig) mit einem gewaltigen Ausbruch, der nach Entleerung der Magmakammer zu einem Einbruch der Caldera führte. In dieser bildete sich der heutige Laacher See.
Unser Urlaub 2010 führte uns jedoch in die Westeifel, in das Gebiet um Daun. Hier, in einem Streifen von 50 km Länge, dauerte der Vulkanismus von vor 700 000 Jahren bis vor etwa 11 000 Jahren und schuf neben 350 Vulkanen viele der bekannten Maare.

Abb. 5 ¦Horngraben  
BildunterschriftDie 30 m dicke Basaltschicht des Horngrabens entstand vor etwa 40 000 Jahren. Bildunterschrift Ende

Ursachen des Eifelvulkanismus

Man nimmt an, dass sich unter der Eifel ein so genannter Hot Spot oder Mantelplume befindet (obwohl es Stimmen gibt, die daraufhinweisen, dass die Verteilung der Eifelvulkane hierzu nicht passt). In jedem Fall steigt Magma aus dem Erdmantel auf, gelangt entweder direkt zur Erdoberfläche oder sammelt sich in Magmakammern in einigen zehn Kilometern Tiefe, also am unteren Rand der Erdkruste. Aus diesen Kammern steigt das Magma dann in unregelmäßigen Abständen auf und verursacht Vulkanausbrüche. Zur Existenz eines Plumes passen Messungen, die eine im Vergleich zur Umgebung um 200 °C heißere Zone unter der Eifel ergeben haben. Die Hitze hat eine Ausdehnung des Mantelmaterials zur Folge, die dazu führt, dass die Eifel sich in den letzten 800 000 Jahren um bis zu 300 m gehoben hat.

Abb. 6 ¦Im Vulkan Arensberg  
BildunterschriftDer Schichtvulkan Arensberg brach vor ca. 24–32 Millionen Jahren zweimal aus. In der Neuzeit wurde der Berg als Steinbruch genutzt. Dieser Steinbruch liegt im Inneren des Vulkanschlotes und ist begehbar. Durch einen Tunnel gelangt man ins Innere des Vulkans. Bildunterschrift Ende
Abb. 7 ¦ Basaltsäulen  
BildunterschriftBasaltsäulen im Schlot des Arensberges Bildunterschrift Ende

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Die Dauner Maare

Wenn aufsteigendes Magma auf Grundwasser trifft oder wenn sich Risse bilden, durch die dann Oberflächenwasser zum Magma hin vordringen kann, verdampft dieses Wasser sofort. Sein Volumen vergrößert sich dabei auf das 1000-Fache, zertrümmert das umliegende Gestein und sprengt einen Krater in den Untergrund. Um diesen Krater herum bildet sich ein Wall aus den herabfallenden Gesteinstrümmern. Das können sowohl Trümmer aus dem zerfetzten Umgebungsgestein als auch Lavabrocken sein. Auf diese Weise entstanden die Eifelmaare (ein Maar ist ein Explosionskrater mit Tuffring drumherum). Aus solchen Explosionskratern tritt selten Lava aus.
Ist der Untergrund wasserundurchlässig, kann der Krater sich mit Wasser füllen und einen Maarsee bilden. Ein Trockenmaar entsteht, wenn der Maarsee mit Sedimenten aufgefüllt oder trockengelegt wird.

Abb. 8 ¦ Weinfelder Maar  
BildunterschriftDas Weinfelder Maar, auch Totenmaar genannt, ist eins der Dauner Maare. Der Maarsee entstand vor rund 20 000 bis 30 000 Jahren bei einer vulkanischen Dampfexplosion und ist rund 525 m lang, 375 m breit und 51 m tief. Der See ist von einem Wall aus Tuff umgeben. Bildunterschrift Ende
Abb. 9 ¦ Schalkenmehrener Maar  
BildunterschriftDas Schalkenmehrener Maar gehört ebenfalls zu den Dauner Maaren. Es ist ein Doppelmaar, bestehend aus dem westlichen Maarsee und dem östlichen Trockenmaar. Beide entstanden vor rund 20 000 bis 30 000 Jahren. Der östliche Teil des Sees bildet ein Hochmoor. Bildunterschrift Ende

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Kraterseen

Der Windsborner Kratersee ist einer der seltenen echten Kraterseen nördlich der Alpen. Manchmal wird er auch irreführend Windsborner Maar genannt, obwohl die beiden Arten der vulkanischen Seen unterschiedliche Entstehungsgeschichten haben: Ein Maar ist das Resultat einer vulkanischen Dampfexplosion. Dagegen bildet sich ein echter Kratersee, wenn ein Vulkankrater sich mit Wasser füllt. Auch das nahe gelegene Hinkelsmaar ist kein Maar, sondern ebenfalls ein Kratersee.

Abb. 10 ¦ Windsborn  
BildunterschriftDer Kratersee Windsborn ist der dritte von vier Kratern der Vulkangruppe des 517 m hohen Mosenberges zwischen Bettenfeld und Manderscheid. Alle Krater entstanden bei einer Serie von Ausbrüchen vor etwa 29 000 Jahren. Bildunterschrift Ende

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Schweißschlackenkegel

Schlackenkegel entstehen, wenn die ausgeworfenen Lavabrocken so klein sind, dass sie beim Herunterfallen so weit abgekühlt sind, dass sie sich in einem lockeren Wall um den Vulkanschlot aufhäufen. Größere Brocken dagegen sind beim Aufprall noch so heiß, dass sie sich nahe ihrer Schmelztemperatur befinden und miteinander zu Schweißschlacken verkleben. Deshalb sind die Flanken eines Schweißschlackenkegels steiler als die eines Schlackenkegels.

Abb. 11 ¦ Schweißschlacken  
BildunterschriftSchweißschlacken auf dem Mosenberg Bildunterschrift Ende

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Vulkanische Bomben

Vulkanische Bomben gehören zu den Pyroklasten. Das sind Gesteinsfragmente, die bei Vulkanausbrüchen aus festem oder flüssigem Ausgangsmaterial entstehen. Man teilt sie nach ihrer Größe in Klassen ein: Asche wird aus den kleinsten Fragmenten von weniger als 0,2 cm Durchmesser gebildet; Bruchstücke von 0,2 bis 6,4 cm heißen Lapilli und oberhalb von 6,4 cm Durchmesser liegen die vulkanischen Blöcke und Bomben. Blöcke haben eckige Formen, Bomben gerundete Formen. Letztere entstehen, wenn der Pyroklast geschmolzen war; Blöcke bilden sich, wenn der Pyroklast bei seiner Entstehung fest war.

Abb. 12 ¦ Vulkanische Bombe  
BildunterschriftDer Vulkanabbau des Wolfsbeuel ist berühmt für die dort gefundenen Vulkanbomben. Bildunterschrift Ende

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Der Brubbel – ein Kaltwassergeysir

Während bei echten Geysiren die Erdwärme für die mehr oder weniger regelmäßigen Ausbrüche sorgt, ist bei den Kaltwassergeysiren gelöste Kohlensäure der Auslöser. Im Grunde passiert hier das Gleiche wie beim Öffnen einer Mineralwasserflasche. Bei vulkanischer Aktivität wird auch Kohlendioxid abgegeben. Dieses löst sich im Grundwasser. Von der Grundwasseroberfläche wird das Kohlendioxid dann abgegeben und steigt entweder großflächig oder an einzelnen Stellen an die Oberfläche. Solche quellenartigen Austrittsstellen nennt man Mofetten. Sie stellen im Prinzip dasselbe dar wie Fumarolen, sind aber unter 100 °C warm. (An Mofetten können auch andere Gase als Kohlendioxid entweichen.)
Ein Kaltwassergeysir entsteht nun (ähnlich dem echten Geysir), wenn vom kohlendioxidgesättigtes Grundwasser ein enger Verbindungsweg an die Oberfläche existiert; wenn es beispielsweise angebohrt wird. Das Grundwasser steigt in dem Kanal nach oben und die entstehende Wassersäule drückt auf das weiter unten liegende Grundwasser. Unter höherem Druck kann sich mehr Kohlendioxid im Wasser lösen. Während große Oberflächen und weite Kanäle ein gleichmäßiges Abströmen des Kohlendioxids ermöglichen, verhindert die Enge des Kanals dies nun. Mehr und mehr Kohlendioxid löst sich im Wasser, bis wirklich „nichts mehr geht“. Jetzt beginnt das Gas auszuperlen und steigt auf. Je höher es im Kanal kommt, desto geringer wird der Druck. Der abnehmende Druck führt dazu, dass die Gasblasen sich ausdehnen (siehe Dampfmaschine & Co. / Gasgesetz). Hat das Volumen der Blasen so weit zugenommen, dass sie die volle Breite des Kanals einnehmen, drücken sie die Wassersäule nach oben. Die Wassersäule unterhalb der Blasen wird dadurch plötzlich entlastet, das Lösungsvermögen für Gas nimmt sehr plötzlich ab, das Gas muss entweichen und reißt Wasser mit hinauf – der Geysir bricht aus.

Abb. 13 ¦ Der Brubbel  
BildunterschriftDer Wallende Born, im Volksmund Brubbel genannt, ist ein Kaltwassergeysir. Bis 1933 war der Brubbel eine Mofette, dann wurde sie aufgebohrt, weil man Mineralwasser gewinnen wollte. Die Bohrung wurde eruptiv und wurde verrohrt, aber dann nicht mehr genutzt, möglicherweise wegen schlechter Wasserqualität oder dem 2. Weltkrieg. 1975 wurde ein Brunnenschacht mit einer Kiesschüttung gesetzt. Wasser und Gas mussten nun durch den Kies nach oben steigen, eine Wassersäule bildete sich nicht. Erst durch die Sanierung 2001 und die neue Verrohrung wurde die Mofette zum spektakulären Geysir. Bildunterschrift Ende
Abb. 14 ¦ Noch mal der Brubbel  
BildunterschriftZu Beginn der Eruption steigt das Wasser im Brunnenschacht an und das Gas perlt zunehmend aus. Die 5-minütige Eruption teilt sich in zwei Phasen: In der ersten wird das Wasser für etwa 10 Sekunden in einer 2 bis 4 m hohen Wassersäule ausgeworfen. In der zweiten scheint die Quelle etwa 5 Minuten lang zu kochen. Dieser Eindruck entsteht, weil Gas Blasen bildet und austritt. (Beim echten Kochvorgang bilden sich ebenfalls Gasblasen, die dann entweichen – nur ist es hier Wasserdampf statt des Kohlendioxids; von außen sieht aber beides gleich aus.) Anschließend sinkt das Wasser langsam in den Schlot zurück und die Ruhephase beginnt. Bildunterschrift Ende

© Wiebke Salzmann, Februar 2012

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