Gesteine und vulkanische Materialien

Vom Magma zum Gestein: Basalt, Schlacke, Pyroklasten, Röhren und Gänge als Schlüssel zur Geschichte jeder Insel.

Jedes Gestein auf den Kanaren ist das Endergebnis einer Reise, die im Mantel beginnt und an der Oberfläche endet, manchmal in wenigen Tagen oder Wochen. Magma, das aus der Tiefe aufsteigt, kann unter der Erde erstarren und intrusive Körper wie Gänge und Lakkolithe bilden, oder es tritt als Lava aus und wird zu extrusiven vulkanischen Gesteinen. Der Unterschied liegt nicht nur im Ort der Abkühlung, sondern auch in der Abkühlgeschwindigkeit und damit in der Größe der enthaltenen Kristalle. An einem einzigen Aufschluss können Basalte mit kaum sichtbaren Kristallen neben dicken Gängen mit Mineralen von mehreren Zentimetern Größe gefunden werden, was erlaubt zu rekonstruieren, ob jedes Material an der Oberfläche oder in der Tiefe entstand.[1]

Proben von vulkanischen Gesteinen und Materialien: dunkler Basalt, rote Schlacke, heller Bimsstein und feine Asche.
Konzeptionelle Darstellung der wichtigsten vulkanischen Materialien der Kanaren.

Vom Magma zum Gestein

Der Zyklus Magma-Lava-Gestein erklärt den Großteil der petrographischen Vielfalt der Kanaren. Magma ist eine Mischung aus Schmelze, Kristallen und Gasen; wenn es Gase verliert und an der Oberfläche schnell abkühlt, bildet es ein extrusives vulkanisches Gestein. Kühlt es sich unter der Erde langsam ab, haben Kristalle Zeit zu wachsen und es entstehen intrusive Gesteine wie Gabbros oder Diorite.[1]

Die Textur eines vulkanischen Gesteins, also Größe und Anordnung seiner Kristalle, ist ein Abdruck von Ort und Geschwindigkeit der Abkühlung. Basalte mit afanitischer Textur kühlen in Stunden oder Tagen ab; Phonolithe oder Trachyte mit großen Phänokristallen deuten auf eine komplexere Geschichte mit Speicherung und fraktionierter Kristallisation hin.[1]

Basalte und assoziierte Gesteine

Basalte sind die häufigsten Gesteine auf den Kanaren. Sie sind reich an Eisen und Magnesium, arm an Kieselsäure und daher sehr fluid, wenn sie als Lava austreten. Innerhalb der Basalte werden Varietäten wie Basanit, Tephrit und basaltischer Phonolith nach ihrem Gehalt an felsischen Mineralen und Olivin unterschieden. Diese Unterschiede spiegeln verschiedene Grade von Schmelze und Entwicklung im Mantel und in Magmakammern wider.[1]

Neben Basalten treten ultramafische Gesteine wie Peridotite und Pyroxenite auf, besonders im Basalen Komplex von Fuerteventura und La Gomera. Diese Gesteine repräsentieren Fragmente des Mantels und der tiefen ozeanischen Kruste, die während des submarinen Stadiums vom Magma losgerissen und transportiert wurden.[1][2]

Weiter entwickelte Gesteine

Wenn sich basaltisches Magma differenziert, verliert es Eisen und Magnesium und gewinnt Kieselsäure, Aluminium und Fluide. Das Ergebnis sind weiter entwickelte Gesteine wie Trachyte, Phonolithe und in Extremfällen Rhyolithe. Auf den Kanaren sind diese Materialien volumenmäßig geringer als Basalte, bilden aber einige der markantesten Dome und Ströme der Landschaft, wie die Roques von Teneriffa und Gran Canaria.[1]

Das Vorkommen weiter entwickelter Gesteine im selben Bau wie primitive Basalte zeigt, dass das magmatische System keine einfache Aufstiegsäule ist, sondern ein Netzwerk von Kammern, in denen Kristallisation, Mischung und Krustenkontamination stattfinden. Diese Komplexität erklärt die Vielfalt der Zusammensetzungen, die auf einer einzigen Insel gefunden werden können.[1]

Pyroklasten und Ablagerungen

Pyroklasten sind Fragmente aller Größen, die durch die Kraft von Gasen ausgeworfen werden. Im Gelände werden sie nach Durchmesser klassifiziert: Asche kleiner als zwei Millimeter, Lapilli zwischen zwei und vierundsechzig Millimetern und Bomben oder Blöcke darüber. Pyroklastische Ablagerungen können gut definierte Schichten bilden, die einzelne explosive Episoden innerhalb einer größeren Eruption lesbar machen.[1]

Auf den Kanaren sind Schlackenablagerungen besonders reichlich in Kegeln strombolianischer Eruptionen, während Ignimbrite, Produkt heftigerer Eruptionen, seltener sind, aber im geologischen Bericht einiger Inseln vorkommen. Die Identifizierung dieser Ablagerungen ist grundlegend, um die eruptive Geschichte zu rekonstruieren und das explosive Potenzial jedes vulkanischen Zentrums einzuschätzen.[1]

Lavaströme und Lavaröhren

Lavaströme sind das charakteristischste Produkt des kanarischen effusiven Vulkanismus. Ihr Vorrücken hängt von Viskosität, Hangneigung und Ausstoßrate ab. Bei sanften Hängen kann ein basaltischer Strom sich über mehrere Kilometer erstrecken, während er in steilerem Gelände beschleunigt und Kanäle bilden kann. Die Oberfläche kann glatt mit seilartiger Textur oder rau und fragmentiert sein.[1]

Lavaröhren bilden sich, wenn die Oberfläche eines Stroms erstarrt, während das Innere isoliert von außen weiterfließt. Dieser Mechanismus erlaubt es der Lava, Wärme über große Distanzen zu transportieren, ohne abzukühlen. Auf Lanzarote sind die Cueva de los Verdes und die Cueva de San Ginés zugängliche Beispiele dieser Morphologie, obwohl es im Archipel viele weitere teilweise eingestürzte Röhren gibt.[1]

Gänge, Almagres und Paläoböden

Gänge sind intrusive Körper, die ältere Gesteine durchschneiden und meist erosionsresistenter als das umgebende Material sind, sodass sie als Wände oder Kämme zutage treten. Ihre Orientierung zeigt die Richtung der maximalen Spannung zum Zeitpunkt der Intrusion und hilft daher, die Struktur des vulkanischen Bauwerks zu rekonstruieren.[1]

Almagres sind Horizonte rötlicher Tone, die durch Verwitterung eisenreicher vulkanischer Materialien entstehen. Zwischen Lavaströmen zeichnen Paläoböden erosive Pausen auf, die Tausende von Jahren dauern können, was die Datierung der eruptiven Sequenz und die Erkennung inaktiver Perioden ermöglicht. In einem gut aufgeschlossenen Profil trennt jeder Almagre zwei verschiedene eruptive Episoden.[1]

Schlüsselkonzepte

Basalt

Mafisches vulkanisches Gestein, arm an Kieselsäure und reich an Eisen und Magnesium. Es ist das häufigste Gestein auf den Kanaren und erzeugt sehr fluidale Lavaströme.

Pyroklast

Fragment aus Magma, Lava oder Gestein, der während einer explosiven Eruption ausgeworfen wird. Nach Größe werden Bomben, Lapilli oder Asche unterschieden.

Schlacke

Vesikuläres Fragment erstarreter Lava, meist dunkel gefärbt, das sich in Kegeln um Schloten ansammelt.

Pahoehoe- und Aa-Lava

Zwei Oberflächentexturen basaltischer Ströme. Pahoehoe hat eine glatte, wellige Oberfläche; Aa ist in kantige, rauhe Blöcke zerbrochen.

Tubo volcánico

Durch Lavafluss entstandener Kanal, dessen Entleerung Höhlen, Galerien und Jameos bilden kann.

Almagre

Horizont rötlicher Tone, der durch Verwitterung eisenreicher vulkanischer Materialien entsteht. Er trennt eruptive Episoden und erlaubt es, Pausen der Aktivität zu erkennen.

Prozessablauf

  1. 01

    Magmabildung

    Partielles Schmelzen mantelischer Peridotite durch Wärmezufuhr, Fluide oder Dekompression.

  2. 02

    Aufstieg und Speicherung

    Magma steigt durch Brüche auf und kann in Kammern verweilen, wo es teilweise kristallisiert und sich differenziert.

  3. 03

    Extrusion oder Intrusion

    Ein Teil des Magmas erreicht als Lava die Oberfläche; ein anderer Teil erstarrt unter der Erde und bildet Gänge und intrusive Körper.

  4. 04

    Bildung von Strömen und Röhren

    Effusive Lava schreitet über die Oberfläche vor; ihre erstarrete Haut kann eine Röhre bilden, die den inneren Fluss kanalisiert.

  5. 05

    Ablagerung von Pyroklasten

    Bei explosiven Eruptionen lagern sich Fragmente unterschiedlicher Größe ab und bilden Schichten, die jede Phase des Ereignisses aufzeichnen.

  6. 06

    Verwitterung und Bodenbildung

    Die Pause zwischen Eruptionen lässt Verwitterung Almagres und Paläoböden bilden, die Episoden in der geologischen Sequenz trennen.

Kissenlaven in der Caldera de Taburiente — La Palma, Nationalpark Caldera de Taburiente

Im Boden der Caldera de Taburiente treten Gesteine zutage, die das submare Stadium des Bauwerks von La Palma aufzeichnen. Darunter fallen Kissenlaven auf, die entstehen, wenn Magma beim Kontakt mit Meerwasser schnell abkühlt. Ihre Morphologie ist charakteristisch: gerundete Massen schwarzer Lava mit einer gläsernen Haut, die an gestapelte Kissen erinnern.[1]

Diese Laven werden von Hyaloklastit-Brekzien und marinen Sedimenten begleitet, die erlauben, die Tiefe zu rekonstruieren, in der der Bau vor der Emersion entstand. Ihr Vorkommen im aktuellen Teil der Insel, mehr als tausend Meter über dem Meeresspiegel, zeigt das Volumen an Material, das seit dem Schildstadium durch Erosion abgetragen wurde.[1]

Vergleich

Extrusive gegenüber intrusiven Gesteinen

Merkmal
AbkühlungSchnell, an der Oberfläche
KristallgrößeAfanitisch: Kristalle kaum sichtbar
Beispiele auf den KanarenFließbasalte

Nuancen und Vorbehalte

Offizielle Ressourcen

Institutionelle Werkzeuge zur Konsultation von Karten, Überwachung und Planung.

Verwendete Quellen