Episoden des Eifelvulkanismus

Die Eifel besteht aus zwei Vulkanfeldern, der Westeifel und der Osteifel. Beide bestehen aus insgesamt über 300 Vulkanen, wobei jeder wenige Monate bis Jahre tätig war. Da alle Vulkane jünger als 700.000 - 800.000 Jahre sind, könnte man annehmen das die Vulkanfelder im Durchschnitt alle 2500 Jahre einen Vulkan hervorbringen. Da aber nach dem Ausbruch des Ulmener Maars vor 10.000 Jahren, dem jüngsten Vulkan der Eifel, kein Vulkan mehr ausgebrochen ist, muss man annehmen, dass der Vulkanismus in Phasen abläuft.

Nach Datierungen und der deutlich unterschiedlichen Erosionszuständen der Vulkane, lassen sich grob 4 verschiedene Phasen einteilen:

Die erste Phase begann vor ca. 700.000 Jahren in der Westeifel und beendete damit eine ca. 10 Millionen Jahre andauernde Ruhepause, in der es keinen Vulkanismus in Mitteleuropa gab.  Diese Phase hielt bis vor ca. 500.000 Jahren an und ließ den Hauptteil des Westeifel Vulkanfelds entstehen. Aber auch in der Osteifel setzte gegen Ende dieser Zeit Vulkanismus ein.

(Die erste Phase mit Zentrum in der Westeifel)

In der Westeifel reihen sich die Vulkane sehr dicht in einer NW - SE ausgerichteten Ellipse von Hillesheim bis Daun auf. In beiden Vulkanfelder entstehen vorallem kleine Schlackenkegel, die bis 50 m hoch werden, wobei die Hälfte auch kurze Lavaströme von wenigen hundert Meter länge eruptieren. Einzelne Vulkane der Westeifel sind auch etwas größer mit bis zu 80 m, wie der Rockeskyller Kopf oder der Feuerberg.

(Vulkanischer Dyke im Rockeskyller Kopf, Westeifel)

Die Lava dieser Vulkane enthält das Mineral Leuzit, das lässt erkennen, dass das Magma arm an SiO2 und reich an Kalium war.

(Schorberg in der Osteifel, ein typischer 50m hoher Schlackenkegel der ersten Phase)

Nach dieser Phase ruht der Vulkanismus für 200.000 Jahre bis zum Beginn der zweiten Phase, die auf das Vulkanfeld der Osteifel beschränkt war .

(Zweite Phase mit Zentrum in der Osteifel)

In dieser Phase vor 300.000 Jahren entsteht der Riedener Vulkankomplex, eine Caldera die bis zu 8. Mal innerhalb 40.000 Jahre eruptierte. Begleitet wird dieser Vulkankomplex von der Entstehung größerer Schlackenkegel wie dem Hochsimmer und Hochstein, beide lieferten mehrere Kilometer lange Lavaströme.

(Hochstein (links) und Hochsimmer im Osteifel Vulkanfeld)

Das Magma dieser Phase ist ebenfalls reich an Leuzit und ähnelt dem der ersten Phase. Auf diese Phase folgen wieder ca. 100.000 Jahre Ruhe, bevor der Vulkanismus mit der dritten Phase vor ca. 200.000 Jahren, weitgehend beschränkt auf die Osteifel, wieder einsetzte.

(Dritte Phase mit Zentrum in der Osteifel)

In der Osteifel entstand der Wehrer Kessel, der zweimal ausbrach und viele große, zum Teil über 100 m hohe, Schlackenkegel mit mehreren Kilometer langen Lavaströmen. In der Westeifel kehrt der Vulkanismus nach fast 400.000 Jahren Ruhe mit der Bildung von Maaren zurück.

(Dyke des Wingertsberg Vulkans in Bildmitte, der in einem Lavastrom darüber mündet, Osteifel)

Das Magma dieser Phase, ein Basanit, unterscheidet sich von dem der älteren durch seinen höheren Gehalt an SiO2, das lässt darauf schließen, dass die partiellen Aufschmelzgrade sich unter der Osteifel erhöht haben. Das passt auch zu dem Bild, dass nun die Vulkane voluminöser sind und teilweise lange Lavaströme fördern. Die 3. Phase endet in der Osteifel vor ca. 150.000 Jahren und der Vulkanismus wird dort in eine 100.000 Jahre andauernde Ruhepause gehen, während nun die Westeifel mit der 4. Phase ein Schauplatz von einer lebhaften Maartätigkeit wird.

(Vierte Phase mit Zentrum in der Westeifel)

Im Bereich des alten Vulkanfelds der Westeifel, dass vor 700.000 - 500.000 Jahren aktiv war und im Südosten davon explodieren nun bis vor ca. 20.000 Jahre viele Maare. Während fast alle Maare Magma mit dem Chemismus der ersten Phase eruptieren, erscheint auch ein neuer Magmentyp an der Oberfläche der frei von Leuzit ist und mit der Bildung von großen Schlackenkegeln wie dem Mosenberg oder Wartgesberg einhergeht, wobei letzterer einen 7 Kilometer langen Lavastrom fördert. Diese jungen Schlackenkegel sind noch wenig erodiert und haben einen gut erkennbaren Krater. Das Magma ist ebenfalls basanitisch, wobei es sich von der Osteifel dadurch unterscheidet, dass es viel weniger Kalium enthält und somit keine Leuzite bildet. Interessanterweise bilden sich Vulkane mit den beiden verschiedenen Magmentypen quasi in Sichtweite zueinander, wie z.B. das Meerfelder Maar am Mosenberg, oder das Pulvermaar beim Wartgesberg. In der Osteifel eruptierte nur ein einziger Vulkan während dieser Zeit, der Laacher See vor 12.750 Jahren. Jüngster Ausbruch dieser Phase ist das Ulmener Maar, dass vor ca. 10.000 Jahren entstand.

(Kratersee im Mosenberg, Westeifel)

(~60 m mächtige Laacher See Tuffe, Osteifel)

(Tuffe des Ulmener Maars, Westeifel)

Zusammenfassend kann man erkennen, dass die beiden Vulkanfelder abwechselnd für kurze Phasen aktiv waren und mit der Zeit größere Vulkane bildeten. Trotz der höheren partiellen Schmelzraten ruhen beide Vulkanfelder seit 10.000 Jahren, in der Westeifel nahmen die Eruptionen vor 20.000 Jahren schlagartig ab, bedeutet dies das Ende der letzten Phase? Intrudiert das Magma in die Kruste statt zu eruptieren? Erlauben die aktuellen Spannungszustände der Kruste nicht den Aufstieg des Magmas?

Junge Vulkane der Westeifel: Die Papenkaule

Die Papenkaule liegt auf einem Dolomitplateau nördlich von Gerolstein und bezeichnet eine 200 m breite Senke. Die Senke stellt dabei den Krater eines flachen Schlackenkegels dar.
Die gesamte Fördermenge ist jedoch nicht gering wie der kleine Krater vermuten lässt, denn die Hauptmasse des geförderten Magmas ist seitlich im Nordwesten durch das Dolomitplateau gebrochen und hat einen 1 km langen Lavastrom bis nach Gerolstein fließen lassen. Diese starke Mobilität des Magmas durch das Dolomitplateau lässt den Verdacht aufkommen, dass das Magma relativ niedrig viskos und damit heißer als die Magmen der älteren Phase des Westeifeler Vulkanfelds war.

 

Der Vulkan ist ca. 30.000 Jahre alt und eruptierte mafischen Basanit, ein Magma das relativ unverändert aus dem Erdmantel aufgestiegen ist. 



5 Jahre Magmatismus und Geodynamik Deutschlands...

... und über 40 Posts. Zeit einen kleinen Rückblick zu machen und einen Ausblick für die Zukunft zu geben
Wir behandelten... :

Intraplattenvulkane: Schlackenkegel, Maare, Dome, Tuffschlote
Vulkanfelder: Odenwald, Westeifel
Eruptionszentren: Laacher See, Wartgesberggruppe, Buerberg
Den Katzenbuckel: Teil 1, Teil 2, Teil 3
Große Einzelvulkane: Kaiserstuhl, Vogelsberg ( Teil 1, Teil 2, Teil 3, Teil 4 )
Basalte

...desweiteren schauten wir uns verschiedene tektonische Begebenheiten an:

Riftzonen: Oberrheingraben,
Antiklinalen
Hebung

Die jüngsten Einträge beschäftigten sich mit der alternativen Energiequelle Geothermie:

Geothermie in: Vulkanfeldern, Vulkankomplexen, Riftzonen

In Zukunft wird es auch wieder Berichte von Exkursionszielen geben sowie aktuelle News aus der Geowelt.

Der Buerberg

Etwa zeitgleich mit der Eruption der verhältnismäßig großen Vulkane bei Gillenfeld(Wartgesberg-Gruppe, Pulvermaar, etc...) entstand 10km west/nordwestlich davon bei Schutz der kleine Lapillikegel des Buerberg.

Der Kegel sitzt am Rande einer Hochfläche und überagt diese um ca. 50m, die talwärts gelegene Seite ist sehr Steil und an der Spitze kann man einen halbkreisförmigen nach Süden(zum Tal) geöffneten Krater erkennen.

Da der Vulkan recht klein ist und keinen Lavastrom besitzt, kann man sagen, dass hier nur sehr wenig Magma eruptiert wurde.
Schaut man sich die Ablagerungen des Vulkans an, fällt auf, dass es hauptsächlich Lapillischichten sind und kaum schlackenhaltige Lagen auftreten.

Damit unterscheidet sich der Buerberg von "normalen" Schlackenkegeln, welche in Kraternähe hauptsächlich aus Schweißschlacken und Bombentuffen bestehen.
Der Magmatyp des Buerberg fällt in das Feld der Foiditite, also dem Magmentyp welcher vorallem das ältere quartäre Vulkanfeld der Westeifel aufgebaut hat.Nun, wie kommt es dazu, dass dieser Vulkan hauptsächlich aus kleinen Lapillikügelchen besteht?Der Magmentyp des Buerberg ist fast undifferenziert aus dem Erdmantel gekommen und da er bei recht geringen partiellen Aufschmelzraten enstanden ist, enthält er sehr viele Volatile(CO2, H2O...).Volatilreiches, niedrig viskoses, foidisches Magma wie das des Buerberg kann rasch aus der Tiefe aufsteigen(Stunden-Tage). Bei der Eruption des Buerbergs entgaste und fragmentierte das Magma schon tief im Schlot, zu niedrig um die typischen Wurfschlacken eines Schlackenkegels zu bilden, stattdessen bilden sich kleine Kügelchen, die Lapilli.Durch den hohen Gasgehalt des Magmas welches auch mit Wasser in Berührung kam, war die Eruption phasenweise heftig, aber insgesamt, da nur wenig Material ausgeworfen wurde, nur von kurzer Dauer(Tage).
Der Vulkan entstand am Rande einer Hochfläche, wobei durch wiederholte Rutschung während der Eruption, sich der talwärts gelegene Teil des Vulkans nicht ausbilden konnte. An der Spitze blieb somit ein Halbkrater, der sich in Richtung des Tal öffnet. Die Ablagerungen liegen bis zum Bachgrund, welcher 100m unterhalb der Vulkanbasis liegt.

Die Wartgesberg Vulkangruppe

Vor 20.000-30.000 Jahren etwa kam es im südosten des Westeifeler Vulkanfeldes, bei Gillenfeld zu der bislang heftigsten mafischen Eruption.
Es öffnete sich eine ca. 1 km lange, nordwest-südost gerichtete Spalte welche heftige Lavafontänen förderte. Auf der Spalte entstanden mehrere hohe Schlackenkegel, die zu dem einstmals 120m hohen Wartgesberg zusammenwuchsen.(Große Bomben und rot oxidierte Schweißschlacken)
Diese Eruption stellt eine Besonderheit im Vulkanfeld der Westeifel dar, denn mit der Wartgesberg Eruption trat in der Westeifel ein ganz neuer Magmentyp auf, ein Basanit, welcher sich in großen Lavaströmen 2 km nach Norden und sogar 7 km nach Süden ausdehnt.
Jegliche ältere, Eruptionen von foiditischen Magma erreichen weit nicht diese großen Volumina, welche der Wartgesberg eruptierte.
Ca. 3 Monate sollen die Eruptionen angehalten haben, dann endete die Eruption des Wartgesberg in einer Maarexplosion, welche das Sprinker Maar am südöstlichen Ende der Spalte entstehen lies.
(Steinbruch Wartgesberg, der Kegel ist fast vollständig abgetragen)
Umfangreicher Schlackenabbau haben den Wartgesberg bis heute größtenteils abgetragen, erkennbar ist aber immernoch ein halbkreisförmiger Kraterwall an der Westseite des ehemaligen Berges, welcher wohl die beiden Lavaströme gefördert hat. Noch heute sägt sich der Bachlauf der Alf durch diesen Lavastrom, das er das bis heute nicht geschafft hat spricht für das junge alter des Stroms.

Der bimodale Vulkanismus der Westeifel

Das Vulkanfeld der Westeifel entstand in 2 Phasen, einer älteren vor 650.000-450.000 Jahren und einer jüngeren, die vor etwa 100.000 Jahren anfing.
In der älteren Phase entstanden zwischen Daun und der belgischen Grenze, im Nord-Westen des Vulkanfeldes, viele foiditische, also stark SiO2-untersättigte Schlackenkegel und Maare. Im Zentrum dieser älteren Phase, welche etwa nord-östlich von Gerolstein liegt, entstanden auch höher differenzierte "saure" Magmen, welche phonolithische Tuffe bilden.
Die Vulkane dieser älteren Phase sind weitgehend kleine Schlackenkegel mit kurzen Lavaströmen. Zwischen 450.000 und 100.000 Jahren vor heute fand kaum Aktivität statt, es scheint, dass in dieser Zeit kein Vulkan in der Westeifel entstand. Vor 100.000 Jahren lebte süd-östlich von Daun und im alten Vulkanfeld der Vulkanismus wieder auf. Es eruptierten wieder viele foiditische Vulkane die vorallem Maare aber auch Schlackenkegel bildeten.
Gleichzeitig kam es aber auch zur Eruption von basanitischen Magmen, die viel voluminösere Vulkanbauten(z.B. Wartgesberg, demnächst mehr hier) enstehen liesen, welche zum Teil mehrere Kilometer lange Lavaströme lieferten.
Das Vulkanfeld der Westeifel eruptierte in der jüngsten Zeit also zwei verschiedene Magmentypen, wobei der rezentere Typus viel voluminösere Vulkanbauten liefert. In der Tat entstehen Basanite auch bei höheren Aufschmelzraten im Erdmantel, als die Foiditite, welche zuerst eruptierten.
Doch warum eruptieren zwei verschiedene, primäre Magmentypen gleichzeitig?
Denkbar wäre, dass die Basanite einen Ursprung haben, der einer anderen Mantelregion entspricht.
Ebenfalls wäre aber auch denkbar, dass keine Foiditite sondern nur noch Basanite gebildet werden und diese die "verbliebenen" Foiditite mobilisieren und eruptieren lassen. Dafür spricht auch dass die Foiditite erst seit dem auftreten der Basanite wieder eruptieren und in mehreren Fällen ein foiditischer Vulkan örtlich in der Nähe und zeitlich direkt nach einem basanitischen Vulkan eruptierte, sozusagen triggerte der eine Vulkanausbruch die Eruption des anderen.

Das Vulkanmassiv Vogelsberg(Teil 3: Die Endphase)

Während der nur kurzweiligen Hauptphase, wurden dem Erdmantel unter dem Vogelsberggebiet enorme Schmelzmengen enzogen. Diese entziehen dem Erdmantel aber auch Hitze, womit die Aufschmelzraten in diesem Bereich zurückgehen und nun nur noch Schmelzen aus tieferen Mantelregionen kommen. Diese Magmen der Endphase sind basanitischer Zusammensetzung und wurden noch 2 Millionen Jahre nach Ende der Hauptphase gefördert. Die Vulkanite der Endphase ziehen sich wie eine Kappe über die Vulkanite der Hauptphase, haben aber eine geringere Ausdehnung. Man kann sich die Endphase als ein Vulkanfeld vorstellen, welches sich auf dem Vogelsberg gebildet hat, viele hunderte Schlackenkegel/Maare und andere vulkanische Kleinformen haben sich dabei übereinander auf den Schildvulkan gestappelt, immerwieder haben diese Schlackenkegel auch Lavaströme gefördert und sich gegenseitig eingedeckt. Schließlich war der Vulkanismus beendet und die Erosion begann das Vulkangebäude zu erodieren. Dabei schnitten sich radial Täler in den Schildvulkan, im Süden senkte sich der Oberrheingraben weiter und die Lavaströme bei Frankfurt/Offenbach und Hanau wurden unter Sedimenten begraben(links im Bild). Der Main durschneidet diese Lavaströme.
Bei Nidda findet sich ein tertiärer Schlackenkegel, aus der Endphase der Aktivität des Vogelsberges. Um von der Abtragung geschützt zu werden, wurde der Schlackenkegel von späteren Lavaströmen überdeckt(1.) und ist heute wieder teilweise freierodiert(2.) worden(Skizze zeigt Schnitt durch den Kegel und die Lagen der Lavaströme).
Da die Schlacken über 10 Millionen Jahre alt sind, hat die Verwitterung das Material sehr mürbe gemacht.
Die Schlacken sind so weich, dass sie nicht durch Sprengung abgebaut wurden, sondern einfach in großen Blöcken rausgesägt wurden. Im Gebiet des Vogelsberg gibt es wohl hunderte von Schlackenkegel, welche noch unter Lavaströmen begraben sind, der Überrest bei Nidda stellt nur einen dieser vielen Ausbruchspunkte dar.
Im Zentrum des Vulkans sind jüngst trachytische Ignimbritablagerungen von Glutlawinen in geringer Tiefe erbohrt worden, dies lässt darauf schließen, dass es in der Endphase ebenfalls Differentiationen gab, welche explosiven Vulkanismus zur Folge hatten.

Die Ringseitert...

...ist mit hoher Wahrscheinlichkeit nun wohl der größte Vulkan des alten Westeifeler Vulkanfeldes. Zunächst nicht entdeckt verbirgt sich zwischen den Schlackenvulkanen Scharteberg, Dauner Heck und Ernstberg ein Maarvulkan mit einem Durchmesser von 1.8km. Diese drei Vulkane sitzen auf seiner Randstörung und sind wohl gleichalt wie der gesamte Komplex. Der Maarkrater ist eigentlich 300m tief, aber bis zum Rand mit vulkanischen Lockermassen gefüllt. Der gesamte Komplex besteht aus Leuzit-Tephrit, einer Alkalibasalt Varietät(damit gehört der Vulkan wohl in den jüngeren Teil des Vulkanfeldes). Es gab sogar einen Radiobeitrag dazu -> http://www.swr.de/contra/nachrichten/-/id=1789990/nid=1789990/did=1881372/1atf81g/index.html

Geköpfte Krater

Betrachten sie sich folgendes Bild: Zu sehen ist ein bewaldeter Berg, genauer, der Hochstein in der Osteifel, doch was hat es nun mit dem bewaldeten Buckel auf sich? Richtig, es ist ein Schlackenkegel mit einem geköpften(geöffneten) Krater. Da der Kegel schon mindestens 300.000 Jahre alt ist, sind seine Formen von der Erosion schon etwas verwaschen, man erkennt den Krater also nicht auf den ersten Blick. Von der Perspektive auf dem Foto schaut man in den Krater hinein, links ist der Kraterrand erodiert und schließt weich mit der Flanke ab während auf der rechten Seite noch eine markante Spitze existiert. Dort bilden verschweißte Schlacken den eigentlichen "Hochstein" einen steilen Felsen. Die Kratermulde ist heute noch als eine Schlucht auszumachen die sich fast bis zum Fuße des Berges zieht. Doch wie kommt es zu solchen geköpften Kratern? Steigt eine basische Magmasäule aus der Tiefe der Erde so trägt sie in ihrem Oberteil viele gelöste Gase, nähert sie sich der Oberfläche entspannen sich diese Gase und fangen an das Magma zu fragmentieren, an der Oberfläche kommt es zur Schlackenwurftätigkeit und um die Spalte herum baut sich ein Kegel auf, im Laufe der Eruption werden die Gase weniger und es verringert sich der Schlackenwurf, die Lava tritt ruhig als Lavastrom aus. Da der größte Teil der Magmasäule wenig Gase enthält und somit ruhig als Lavastrom austritt, kann der Krater das Stromvolumen nicht halten, der Lavastrom bricht eine Bresche in die schwächste Flanke des Schlackenkegels und beginnt von dort seinen zerstörerischen Weg. Der Hochstein förderte vor mind. 300.000 den Obermendig-Thürer Lavastrom, in dem Folgenden Bild sieht man den Kegel wie er etwa kurz nach seiner Entstehung aussah, der Lavastrom(Schwarz) fließt links aus dem Bild und endet in 3km Entfernung in Thür. Der Kraterberreich ist rötlich, die Wurfschlacken der Kegelflanken bräunlich und Tuffe aus initialen phreatomagmatischen(Wasserdampfexplosionen) Eruptionen Grau. -Hochstein kurz nach seiner Entstehung vor mind. 300.000 Jahren-

Schlackenkegel...

...sind die häufigste Erscheinungsform von Vulkanen im CEVP und auf der ganzen Erde. Schlackenkegel treten meißt in Gruppen auf, können aber auch auf den Hängen größerer Vulkane stehen. Ein Schlackenkegel ist recht simpel aufgebaut, er besteht im wesentlichen aus Blöcken, Bomben, Schlacken und Aschen die aus einer Spalte ausgeworfen werden. Im Schnitt wird ein Schlackenkegel 100m hoch und hat einen Durchmesser von 700m.-Querschnitt durch einen Schlackenkegel: Aschen, Schlacken und Bomben in Lagerung- -Vulkanische Bombe-
Ausbrüche dauern bei einem Schlackenkegel meißtens nur wenige Monate, danach hat dieser Vulkantyp keine Ausbrüche mehr. Solche Vulkane werden daher als monogenetisch bezeichnet.-Junger, bewaldeter Schlackenkegel in der Eifel, Abflachung an der Spitze stellt die Kratermulde dar-