Dense-rock equivalent

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Das Dense-rock equivalent (DRE) ist ein Maß für das Auswurfvolumen eines Vulkanausbruchs, das auch mit „blasenfreies Magma“ übersetzt wird. Die unterschiedlich dichten Ablagerungsprodukte von explosiven vulkanischen Eruptionen werden auf das blasenfreie Ausgangsmagma zurückgeführt, um das Auswurfvolumen verschiedener Eruptionen besser vergleichen zu können. Die Einheit ist üblicherweise Kubikkilometer (km³).

Berechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Menge des bei Vulkanausbrüchen ausgestoßenen Materials kann nur über die Vermessung und Schätzung der abgelagerten Pyroklastika erfolgen. Dabei kann das Material in lockerer Form (Tephra) als Bims oder vulkanische Asche, als kompakte Form wie Tuff, oder als verschmolzene Form wie Ignimbrit vorliegen.

Alle diese Formen haben ihre eigene Dichte, die von 240 kg/m³ für Bims, über 1000 kg/m³ für vulkanische Asche und andere Tephra, bis hin zu 2400 kg/m³ für Ignimbrit reicht. Das jeweilige DRE-Volumen wird mit nachfolgender Formel errechnet:

Die Magmadichte kann dabei je nach Magmatyp von 2200 bis 2800 kg/m³ reichen. Da bei fast jedem explosiven Ausbruch verschiedene Ablagerungsformen anfallen, müssen deren DRE-Volumen getrennt ermittelt und dann addiert werden.

Magnitude[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bislang wurde zur Ableitung des Vulkanexplosivitätsindex das Volumen des abgelagerten Materials verwendet, ohne die unterschiedliche Dichte zu berücksichtigen, was die Vergleichbarkeit unterschiedlicher Eruptionen erschwerte.

Nun kann die Magnitude aus der Masse oder direkt aus dem DRE errechnet werden:[1]

Beispiel Pinatubo[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Ausbruch des Pinatubo 1991 ist recht gut dokumentiert und soll hier aus Beispiel dienen. Der Ausbruch hinterließ zwei große Formen von Ablagerungen, die hier die Basis der Kalkulation bilden. Erstens die Fallablagerungen von Bims und vulkanischer Asche, sowie zweitens die Ablagerungen von pyroklastischen Strömen.[2][3]

Ablagerung Volumen Dichte DRE
Bims 3,4 bis 04,4 km³ 1100 kg/m³ 1,6 bis 2,0 km³
Pyroklastische Ströme 5,0 bis 06,0 km³ 1000 bis 1300 kg/m³ 2,1 bis 3,3 km³
Summe 8,4 bis 10,4 km³ 3,7 bis 5,3 km³

Die Magmadichte von Dazit wurde mit 2400 kg/m³ angesetzt. Aus der gerundeten Summe von 5 km³ DRE wurde die Magnitude von 6,0 errechnet.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. DM Pyle: "Sizes of volcanic eruptions." In Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-643140-X, S. 263–269
  2. Tephra Falls of the 1991 Eruptions of Mount Pinatubo
  3. Pyroclastic Flows of 1991 Eruption of Mount Pinatubo