Pyroklastischer Strom

Ein pyroklastischer Strom ist eine Feststoff-Gas-Dispersion, die in Begleitung explosiver vulkanischer Eruptionen auftreten kann und sich sehr schnell hangabwärts bewegt.

Entstehung und Auswirkung

Pyroklastische Ströme treten in Zusammenhang mit felsischen, also quarz- und feldspatreichen, seltener intermediären, jedoch auf alle Fälle gasreichen Magmen und Asche auf. Der Begriff wurde erstmals im Zusammenhang mit dem Ausbruch des Montagne Pelée 1902 verwendet.

Wenn Magma in einem Vulkan aufsteigt, sinkt der Druck, und die Gaslöslichkeit im Magma nimmt ab. In der Folge entstehen Gasblasen, welche aber aufgrund der Zähigkeit des Magmas nicht entweichen können. Durch den ansteigenden Gasdruck verfestigt sich das um die Blase liegende Magma breiförmig und kann bei einem Austritt des Gases nicht mehr zusammenfließen, wodurch ein Hohlraum entsteht. Das dickflüssige Magma schiebt sich übereinander und bildet eine so genannte Staukuppe (auch als Lavadom oder, bei spitzeren Formen, als Lavanadel bezeichnet). Ab ca. 40 m Höhe wird das zähflüssige, halbstarre Gebilde instabil und kann kollabieren.

Wenn das Magma aus dem Schlot austritt, kann das gelöste Gase entweichen. Ein pyroklastischer Strom entsteht, wenn dabei Gesteinsbrocken und das Magma zu besonders feiner vulkanischer Asche zerrissen werden und sie zusammen mit den austretenden Gasen mit bis zu 700 km/h den Hang hinab gleiten, wobei eine enorme Zerstörungskraft entfaltet wird. Auch große Wasserflächen (z. B. offene Meerwasserflächen) werden mühelos überwunden. Beim Ausbruch des Soufrière Hills auf Montserrat konnten erstmals Ströme beobachtet werden, die sich über das Meer ausbreiteten. Im Inneren des Stroms herrschen Temperaturen zwischen 300 und 800 °C, abhängig von der Größe des Stroms. Pyroklastische Ströme zerstören alles auf ihrem Weg, auch Gebäude. Asche und Staub sind auch in der Nähe dieser Ströme eine tödliche Gefahr.

Beispiele historischer pyroklastischer Ströme

Im Jahr 79 beobachtete Plinius der Jünger den Ausbruch des Vesuvs und beschrieb eine Plinianische Eruption. Seine Beschreibung einer sich in das Tal stürzenden schwarzen Wolke wurde erst spät als pyroklastischer Strom identifiziert. Ablagerungen zeigen, dass beim Ausbruch des Vesuvs mehrere pyroklastische Ströme entstanden. Einer errreichte Herculaneum und tötete dort viele Menschen. Der zweite erreichte 18 Std. nach Ausbruch das weiter entfernte Pompeji. Die Hitze des Stroms der Pompeji erreichte betrug 300 °C und tötete viele Menschen, ließ aber die Kleidung weitgehend unbeschädigt.

1812 wurde in Indonesien der Vulkan Tambora aktiv und erreichte sein Maximum 1815 mit einem VEI von 7. Bei dem Ausbruch wurden 160 km³ Pyroklastika ausgeworfen. Die Folgen waren eine weltweite Klimakatastrophe, die Temperaturen sanken um bis zu 5,5 °C. Man nannte das Jahr 1815 auch das "Jahr ohne Sommer".

Am 08.05.1902 kam es in der Karibik am Montagne Pelée zum tödlichsten Ausbruch des 20. Jahrhunderts, der schätzungsweise 29.000 Menschen das Leben kostete.

Am 18.05.1980 brach in den USA der Vulkan Mount St. Helens aus und setzte einen pyroklastischen Strom frei, der ein 37 Kilometer breites und 30 Kilometer langes fächerförmiges Areal verwüstete. 56 Personen wurden getötet, darunter auch der Vulkanologe David A. Johnston. Nur neun Personen überlebten schwer verletzt. Der pyroklastische Strom erreichte eine Geschwindigkeit von 1080 km/h und möglicherweise sogar kurzzeitig Schallgeschwindigkeit.

Berüchtigt für seine pyroklastischen Ströme ist der Unzen in Japan. Während seiner letzten aktiven Phase 1990–1995 schickte er über 175 Ströme ins Tal. Am 03.06.1991 starben dort neben 41 weiteren Personen die berühmten Vulkanologen Katia und Maurice Krafft bei Filmaufnahmen, als überraschend ein pyroklastischer Strom niederging. Der Soufrière auf der Karibikinsel Montserrat ist bekannt für seine pyroklastischen Ströme. Ab dem 25.06.1997 führten zahlreiche pyroklastische Ströme, zu denen es bis in den Dezember 1997 kam, zur Zerstörung der südlichen Inselhälfte.

Am 29. September 2014 wurden Bergwanderer auf dem Vulkan Ontake-san in Japan von einem pyroklastischen Strom überrascht. Es wurden mehrere Verletzte gerettet und über 55 Tote geborgen.

Abgrenzung verwandter Begriffe

• Die Glutlawine ist eine Variante, die mit 300 - 1.000 km/h und Temperaturen von 350 - 1.000 °C die Hänge hinabrasen und sich kilometerweit ausbreiten kann
• Ein Lahar ist eine durch Lava ausgelöste Schlammlawine. Er ist mit bis zu 100 °C deutlich kälter als ein pyroklastischer Strom und erreicht Fließgeschwindigkeiten von weniger als 100 km/h.
• Pyroklastische Ströme werden grundsätzlich von den Lavaströmen unterschieden. Pyroklastische Ströme entstehen durch explosive Eruptionen bzw. Eruptionsphasen von Vulkanen, Lavaströme hingegen durch effusive Eruptionen oder in effusiven Eruptionsphasen.
• In der Vulkanologie werden pyroklastische Surges und pyroklastische Ströme unterschieden. Ströme und Surges unterscheiden sich durch ihre Dichte (Gasgehalt), bei Surges kann man daher von Glutwolken sprechen.