Geologie des Vulkans

Der Vesuv liegt am Golf von Neapel (Italien). Seine Höhe beträgt heute 1281 m. Der Vulkan liegt an der Grenze der afrikanischen zur Eurasichen Platte. Dabei wird die ozeanische Kruste des Mittelmeeres unter Europa subduziert, wodurch der Vulkanismus in Italien verursacht wird (Erklärung zum Begriff Subduktion).

Der Vesuv besteht aus den Resten eines älteren Stratovulkans (Schichtvulkans), dem Somma-Vulkan. Dessen Spitze stürzte zu einer Caldera ein und anschließend bildete sich in der Caldera ein neuer Vulkan-Kegel, der heutige Gipfel des Vesuvs. Durch diese besondere Vulkan-Form des Vesuv wurde in der Geologie und Vulkanologie der Begriff Somma-Vulkan geprägt (Gipfelcaldera mit neuem Kegel).

Vulkanausbrüche

Der Vesuv brach in wiederkehrenden plinianischen Eruptionen aus. Typisch ist eine hohe Eruptionssäule und der Ausstoß an großen Mengen von vulkanischem Material. Die Ausbrüche begleiten pyroklastische Ströme, die zu den gefährlichsten Formen des Vulkanismus gehören. Auf diese großen Ausbrüche folgen Eruptionen vom Stromboli-Typ und Lavaausflüsse. Darauf können hunderte Jahre von Ruhephasen folgen, die mit einem neuen großen Ausbruch endet.

Ausbruch 79 n. Chr.

Der Vesuv ist vor allem aufgrund des Ausbruchs 79 n. Chr. bekannt geworden. Plinius d. J. hat diesen Ausbruch von Misenum aus beobachtet und später in Briefen festgehalten. Das war der erste überlieferte Bericht eines Vulkanausbruchs. Cassius Dio erwähnte als erster die Städte, die durch den Ausbruch vernichtet wurden. Die Städte Pompeji, Herculaneum und Stabiae sowie mehrere kleinere Städte wurden dabei zerstört. Aufgrund der Beobachtung und genauen Beschreibung des Ausbruchs durch Plinius den Jüngeren werden solche Eruptionen heute als plinianische Eruptionen bezeichnet.

Eruption von 1631

Danach war der Vesuv zwölf Jahrhunderte lang unregelmäßig tätig. Auf eine Ruhephase von 130 Jahren folgte ab 1631 eine Reihe sich steigernder Ausbrüche mit einem Initial-Ausbruch. Durch diese Ausbrüche wurden 4000 Menschen getötet und die Lavaströme zerstörten die Ortschaften Boscotrecase, Torre Annunziata, Torre del Greco, Pugliano, Resina und Pòrtici. Viele weitere Orte wurden durch ausgeworfenes Material oder Schlammströme verwüstet. Nach der Aktivität war der Vesuv 100m niedriger und der Krater besaß einen um 3000 m größeren Umfang.

Vulkanausbrüche von 1872 bis 1944

Nach mehreren Spalteneruptionen folgte von 1872 an eine sehr lange Aktivitätsperiode und schloss mit einem starken Ausbruch 1906 ab. Zuerst wurde der Krater bis 1878 durch Lava aufgefüllt und von 1881 bis 1899 folgten Perioden von Spaltenausbrüchen. Die Laven konnten nicht abfließen und es bildeten sich zwei Fließkuppen. Im April 1906 steigerte sich die Tätigkeit zu Lavaauswürfen, denen eine explosive Phase und abschließend Aschenauswürfe folgten (Details zu vulkanische Gesteinen).

Details der Ausbrüche von 1906 bis 1944

Der Vesuv zeigt in seinen Ausbrüchen von 1906 bis 1944 einen zyklischen Verlauf. Ein solcher Zyklus beginnt im Jahre 1872 und endet 1906. Der Zyklus begann mit der Wiederaufnahme der Aktivität im schon vorhandenen Krater, in dem durch Ausfluss von Lava ein neuer Kegel gebildet wurde. Um 1905 wurde die Aktivität explosiver und der Ausbruch wurde von leichter seismischer Aktivität begleitet. Es folgte eine mehrere Monate anhaltende effusive Phase mit abwechselnden Sequenzen von Lavaaustritten und Explosionen am Gipfel. Diese hielt bis zum Beginn der paroxysmalen Phase um 1906 an.

Paroxysmale Phase

Die paroxysmale Phase begann am 4. April 1906 mit kleinen Explosionen am Gipfel, denen neue Lavaaustritte aus einer Spalte an der südlichen Seite des Kegels vorangingen. Darauf bildeten sich am 7. April Lavafontainen. Danach setzte ein zunehmender Lavaaustritt aus Spalten an der südwestlichen Seite des Kegels ein. Die Lavaströme reichten sogar bis zu den Städten Boscotrecase und Torre Annunziata, die 7 km vom Vesuv entfernt liegen. Am 8. April begann die "mixed phase" mit einem großes Erdbeben. Nach heftiger Aktivität am Gipfel und einem zweiten Erdbeben kollabierte der Kegel. Die Eruptionssäule änderte ihre Richtung nach Nordosten in Richtung der Stadt Ottaviano. Mit der Gas-Jet-Phase endete die starke Aktivität des Vesuvs bis sie am 20. April ein Ende fand. Am 9. April wurden in südwestlicher Richtung noch Tephrite abgelagert.

Die Schichten, die während der paroxysmalen Phase abgelagert wurden, können in drei Einheiten gegliedert werden. Die Basis-Einheit ist 25 cm mächtig und besteht aus schwarzen Ascheablagerungen, die wenig Blasen enthalten, und ungeordneten Gesteinsbrocken. Die Schicht weist eine gute Sortierung und eine umgekehrte Gradierung auf. Die Ablagerungen zeigen einen nordöstlichen Trend, haben eine Ausdehnung von 140 km² und ein Volumen von 0,01 km³. Die Intermediäre Einheit ist 50 cm mächtig, mit Gesteinsbruchstücken und Aschen, die aber hier Phenocrysten aus Klinopyroxen, Biotit und Leucit enthalten. Auch diese Einheit zeigt eine gute Sortierung und eine umgekehrt gradierte Schichtung. Die Intermediäre Einheit hat eine nordöstliche Ausdehnung von 426 km2 und ein Volumen von 0,07 km³.

Die Obere Einheit besteht aus Schichten von roten Aschen und grauen Aschen. Die Ablagerungen zeigen hier einen südwestlichen Trend, der zeigt, dass diese gegen Ende der paroxysmalen Phase am 9. April entstanden. Die Ausdehnung beträgt ebenfalls 426 km², sie hat ein geringes Volumen von 0,025 km³. Die Korngrößen bleiben weitgehend gleich, zeigen aber eine bedeutende Änderung zu geringeren Korngrößen in der oberen Einheit.

Die strombolianischen und die vulkanischen Ablagerungen zeigen Unterschiede in der Korngrößenverteilung und den Massenverhältnissen zwischen Gesteinsfragmenten, Kristallen und Asche. Die strombolianische Phase ist durch Asche gekennzeichnet und die vulkanische hingegen durch Kristalle.

Mercalli-Klassifikation

Die vulkanologische Klassifikation nach Mercalli für den Ausbruch vom 7. April lautet strombolianische Eruption. Den Ausbruch vom 8. April teilte er als gemischte Eruption ein. Die späteren Ausbrüche ordnete Mercalli den vulkanischen Eruptionen zu.

Diagramm nach Walker

Nach Walkers D/F-Diagramm sind die Ablagerungen der Basis-Einheit einer subplinianischen Eruption zuzuordnen. Die intermediäre Einheit mit der weitesten Verteilung wird als vulkanische Eruption eingestuft, die obere Einheit als phreatoplinianische. Die Geochemie zeigt, dass die Zusammensetzung der Produkte zwischen Tephriten und Phonolith-Tephriten schwankt.

Die Energien der explosiven Phase können berechnet werden. Die Basis-Einheit wurde durch maximal 2 km hohe Lavafontainen, die mit einer Geschwindigkeit von 200 m/s herausschossen gebildet. Die Berechnungen des theoretischen Massenflusses ergeben eine um 2 Zehnerpotenzen höhere Zahl als die aus den Isopachen-Karten angenommene Masse. Dieser Unterschied ist durch einen nicht konstanten Massenfluss aus der Magmakammer zu erklären.

Die intermediäre Einheit, bei der die Stadt Ottaviano begraben wurde, zeigt eine explosive Aktivität, die von starker Seismik begleitet wurde. Aufgrund der runden Verteilung der Isopachen lässt sich vermuten, dass sich eine große Eruptionssäule entwickelt hat.

Die Ablagerungen der oberen Einheit (Aschenphase von Mercalli) bestehen aus schwarzen Aschen mit abwechselnd dichten Aschen und Gesteinsfragmenten. Die Aschen wurden durch Lavafontainen gebildet, die Aschen und Gesteinsfragmente durch die Eruptionswolke.