Vulkanexplosivitätsindex

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Der Vulkanexplosivitätsindex, abgekürzt VEI (von englisch Volcanic Explosivity Index), ist eine Angabe der Stärke eines explosiven Vulkanausbruchs in Werten von 0 bis 8 auf einer logarithmisch gestuften Skala. Messgrößen sind vorrangig die Menge an ausgestoßenem vulkanischem Lockermaterial (Tephra), daneben die Höhe der Eruptionssäule sowie auch qualitative Beschreibungen. Eingeführt wurde sie 1982 von den US-amerikanischen Geologen Christopher G. Newhall und Stephen Self.

Die Skala beginnt mit Stufe 0 und ist ab Stufe 2 logarithmisch aufgebaut, sodass die Klassengrenzen der nächsthöheren Stufen gemessen am Volumen ausgeworfenen pyroklastischen Materials einem jeweils zehnmal größeren Vulkanausbruch entsprechen. Beginnend mit einem harmlosen vulkanischen Ereignis reicht sie bis hin zu einem gigantischen Ausbruch mit globalen Auswirkungen der Stufe 8. Die Skala ist nach oben offen.

Wissenschaftler weisen aber darauf hin, dass es sehr schwierig ist, die Stärke von Vulkanausbrüchen wirklich genau zu messen.[1]

Vulkanexplosivitätsindex[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

VEI 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Beschreibung nicht explosiv klein mäßig mäßig bis groß groß sehr groß
Tephra <104 104 – 106 106 – 107 0,01 – 0,1 km³ 0,1 – 1 km³ 1 – 10 km³ 10 – 100 km³ 100 – 1000 km³ > 1000 km³
Eruptionssäule < 0,1 km 0,1 – 1 km 1 – 5 km 3 – 15 km 10 – 25 km > 25 km
Anzahl im Holozän[2] 3631 924 307 106 46 5 0
Beispiele Poás (1991) Ruapehu (1971) Nevado del Ruiz (1985) Eyjafjallajökull (2010) Mount St. Helens (1980) Krakatau (1883) Tambora (1815) Taupo (vor rund 26.500 Jahren)

Anmerkung: Tephra-Mengen bis 10.000 m³ werden mit VEI-Stufe 0 indiziert, höhere bis 1.000.000 m³ mit 1 und erst die darüber liegenden sind um den Faktor 10 verschieden abgestuft (die Indizes sind also nicht Hochzahlen zur Basis 10).[3]

Beispiele aus der Erdgeschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stärke 8[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Ausbruch des Toba vor 74.000 Jahren war der größte der letzten zwei Millionen Jahre. Er war auch größer als der letzte ganz große Ausbruch des Yellowstone-Vulkans vor rund 630.000 Jahren. [4] Das Ereignis führte die Menschheit an den Rand des Aussterbens. Die Menschheit ging durch einen "Flaschenhals", es überlebten nur sehr wenige Individuen.

  • Wah Wah Springs Eruption in Utah und Nevada vor etwa 30 Millionen Jahren, 5500 km³
  • La-Garita-Caldera Eruption in Colorado, vor 28 Millionen Jahren, 5000 km³
  • Huckleberry Ridge Eruption, Yellowstone (Vulkan) vor 2,1 Millionen Jahren, mit 2500 km³ Tephra [5]
  • Yellowstone (Vulkan) vor 630.000 Jahren, mit 1000 km³ Tephra [6]
  • Toba vor knapp 74.000 Jahren, mit 2800 km³ Tephra
  • Taupo vor 26.500 Jahren, mit 1170 km³ Tephra

Stärke 7[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Beispiel ist der Ausbruch der Phlegräischen Felder vor 39.000 Jahren mit 250 km³ Tephra. Den Ausbruch mit den gravierendsten globalen Folgen der vergangenen 2000 Jahre verursachte um 536 n. Chr. der Ilopango in El Salvador. Er ist für die Wetteranomalie von 535/536 verantwortlich. Nur vier Jahre später kam es wahrscheinlich am El Chichón in Mexiko zu einem Ausbruch ähnlicher Stärke. [7] Die beiden Ausbrüche in Kombination beeinträchtigten die Kultur der Maya und führten zur globalen Katastrophe, die selbst in Konstantinopel erhebliche Auswirkungen hatte. [8]

In den letzten 10.000 Jahren gab es mindestens sechs Ausbrüche der Stärke 7:

Es gibt vier weitere Ausbrüche, die nahe bei der Stärke 7 liegen oder noch nicht eindeutig zugeordnet werden können:

  • Santorin 1627 v. Chr. oder 1520 v. Chr. mit 30–70 km³ Tephra
  • Ilopango um 536, Tephra mindestens 84 km³ [9] *)
  • El Chichón um 540, Tephra nicht berechnet *)
  • Paektusan um 969 mit 96 km³ Tephra
*) Diese beiden Ausbrüche führten zu den größten globalen Auswirkungen aller Ausbrüche der vergangenen 2000 Jahre, daher müssen sie größer gewesen sein als die anderen in diesem Zeitraum.

Stärke 6[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein großer Ausbruch in Mitteleuropa fand vor rund 13.000 Jahren am Laacher Vulkan statt. Der Laacher See stellt die abgesackte Caldera des Vulkans dar. Bei der Eruption wurden 1300 km² Fläche von einer bis zu 10 Meter dicken Lavaschicht bedeckt. Die Aschesäule stieg bis zu 40 Kilometer hoch. [10]

Stärke 5[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stärke 4[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Magnitude[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der vulkanologischen Literatur und den einschlägigen Datenbanken taucht zusätzlich zum VEI zunehmend auch der Begriff Magnitude (M) auf, definiert als:

Mit der Verwendung der ausgeworfenen Masse als Bezugsgröße werden Dichteunterschiede der verschiedenen Magmatypen sowie ein unterschiedlicher Blasengehalt des abgelagerten Materials ausgeglichen, sodass die Eruptionen vergleichbarer werden. Das Ergebnis hat jetzt eine Nachkommastelle, bewegt sich aber überwiegend in der Größenordnung des vorher vergebenen VEI.[11] Beispielsweise ergibt sich für 200.000 t ausgeworfenen Materials eine Magnitude von .

Weitere Klassifikationsmethoden von Vulkanausbrüchen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Tsuya-Klassen: Die Einteilung erfolgt ähnlich dem VEI in die Klassen I bis IX.
  • Trübungsindex: Der Trübungsindex besitzt einen Wert von 1000 für den Krakatau-Ausbruch von 1883 und dient als Parameter, um die vulkanischen Störungen in Atmosphärenschichten, die dann das Klima beeinflussen können, zu beschreiben.
  • Volcano Population Index (VPI): Der Index gibt an, wie viele Menschen bei einem Vulkanausbruch innerhalb eines bestimmten Radius vom Ausbruchsort in einem gefährlichen Bereich leben. Verwendet werden oft VPI5 und VPI10, die für VPIs mit dem Radius 5 km bzw. 10 km stehen, den relevanten Bereichen für Ausbrüche mit VEI 2 bis 4.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Anmerkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Siehe z. B. http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/index.html Nasa: Eruption Variability, How Volcanoes Work; abgerufen am 23. September 2012.
  2. Anzahl der bekannten Ausbrüche der jeweiligen Stärke innerhalb des Holozän, basierend auf den Daten des Smithsonian Institute.
  3. Diagramm der USGS zur Definition des VEI Die Tabelle im Artikel beruht im Wesentlichen auf diesem Diagramm. Zu beachten ist die Diskontinuität in Zehnerpotenzen von Obergrenzen der Auswurfmenge zwischen VEI 0 und VEI 1, die in der Originalquelle leider nicht erläutert wurde.
  4. Geological Society of America, 27.10.2017: Yellowstone erlebte Doppel-Ausbruch, abgerufen 13. März 2018 auf: [1]
  5. Brooks Mitchell: What Was the Biggest Volcanic Eruption in History?, abgerufen am 10. Juni 2018 auf: [2]
  6. Marc Szeglat: Supervulkane und Flutbasalte, abgerufen am 13. März 2018 auf: [3]
  7. Jonathan Amos: El Chichon eruption implicated in Maya upheaval, BBC News, abgerufen 11. Juni 2018 auf: [4]
  8. Jens Hahne und Larissa Richter TV Doku: Die Macht der Vulkane, Jahre ohne Sommer, Infos auf: [5]
  9. Neue Messungen kommen zum Schluss, dass die Tephramenge bedeutend größer war als bisher angenommen, Sara E. Pratt: AAG: Eruption of El Salvador's Ilopango explains A.D. 536 cooling, abgerufen 11. Juni 2018 auf: [6]
  10. Felix Riede: Der Ausbruch des Laacher See-Vulkans vor 12.920 Jahren und urgeschichtlicher Kulturwandel am Ende des Alleröd. Eine neue Hypothese zum Ursprung der Bromme-Kultur und des Perstunien, abgerufen am 11. Juni 2018 auf: [7]
  11. DM Pyle: "Sizes of volcanic eruptions." In Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-643140-X

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]