Lava

Lava ist Magma , das aus dem Inneren eines terrestrischen Planeten (wie der Erde ) oder eines Mondes an dessen Oberfläche austritt. Lava kann an einem Vulkan oder durch Spalten in der Erdkruste ausbrechen , an Land oder unter Wasser, üblicherweise bei Temperaturen zwischen 800 und 1200 °C. Sie kann direkt auf die Landoberfläche oder den Meeresboden gelangen oder in die Atmosphäre ausgestoßen werden, bevor sie wieder herabfällt. Das feste Vulkangestein, das durch die anschließende Abkühlung des geschmolzenen Materials entsteht, wird oft ebenfalls als Lava bezeichnet .

Ein Lavastrom ist ein Lavaausbruch bei einem effusiven Ausbruch . (Ein explosiver Ausbruch hingegen erzeugt ein Gemisch aus Vulkanasche und anderen Fragmenten, die sogenannte Tephra , und keinen Lavastrom.) Die Viskosität der meisten geschmolzenen Lava entspricht etwa der von Ketchup und ist etwa 10.000- bis 100.000-mal höher als die von Wasser (gemessen bei 25 °C und 1 atm ). Trotzdem kann Lava über große Entfernungen fließen, bevor sie durch Abkühlung erstarrt, da Lava an der Luft schnell eine feste Kruste bildet, die die verbleibende flüssige Lava isoliert und sie so heiß und dünnflüssig genug hält, um weiterzufließen. ^{[ 1 ]}

Das Wort Lava stammt aus dem Italienischen und leitet sich wahrscheinlich vom lateinischen Wort „labes“ ab , was „ Fall “ oder „ Rutsche “ bedeutet . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Eine frühe Verwendung des Wortes im Zusammenhang mit dem Austritt von Magma aus dem Erdinneren findet sich in einem kurzen Bericht über den Ausbruch des Vesuvs im Jahr 1737 von Francesco Serao . Er beschrieb darin einen „Strom glühender Lava“ als Analogie zum Abfluss von Wasser und Schlamm an den Flanken des Vulkans (einem Lahar ) nach starken Regenfällen . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Erstarrte Lava in der Erdkruste besteht überwiegend aus Silikatmineralen : hauptsächlich Feldspäten , Feldspatoiden , Olivin , Pyroxenen , Amphibolen , Glimmern und Quarz . ^{[ 6 ] Seltene Nichtsilikat-Laven können durch lokales Aufschmelzen von Nichtsilikat-Mineralvorkommen [ 7 ]} oder durch Entmischung eines Magmas in nicht mischbare Silikat- und Nichtsilikat- Flüssigphasen entstehen . ^{[ 8 ]}

Silikatlaven sind geschmolzene Gemische, die hauptsächlich aus Sauerstoff und Silizium bestehen , den häufigsten Elementen der Erdkruste , sowie geringeren Mengen an Aluminium , Kalzium , Magnesium , Eisen , Natrium und Kalium und Spuren vieler anderer Elemente. ^{[ 6 ]} Petrolog: innen geben die Zusammensetzung einer Silikatlava üblicherweise als Gewichts- oder Molmassenanteil der Oxide der wichtigsten Elemente (außer Sauerstoff) in der Lava an. ^{[ 9 ]}

Die Siliciumdioxid-Komponente bestimmt maßgeblich das physikalische Verhalten von Silikatmagmen. Siliciumionen in Lava binden stark an vier Sauerstoffionen in einer tetraedrischen Anordnung. Ist ein Sauerstoffion in der Schmelze an zwei Siliciumionen gebunden, spricht man von einem Brückensauerstoffion. Lava mit vielen Ansammlungen oder Ketten von Siliciumionen, die durch Brückensauerstoffionen verbunden sind, wird als partiell polymerisiert bezeichnet. Aluminium in Kombination mit Alkalimetalloxiden (Natrium und Kalium) trägt ebenfalls zur Polymerisation der Lava bei. ^{[ 10 ]} Andere Kationen wie Eisen(II), Calcium und Magnesium binden deutlich schwächer an Sauerstoff und verringern die Polymerisationstendenz. ^{[ 11 ]} Die partielle Polymerisation führt zu einer erhöhten Viskosität der Lava; siliciumdioxidreiche Lava ist daher wesentlich zähflüssiger als siliciumdioxidarme Lava. ^{[ 10 ]}

Da Siliziumdioxid eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Viskosität spielt und viele andere Eigenschaften einer Lava (wie zum Beispiel ihre Temperatur) mit dem Siliziumdioxidgehalt korrelieren, werden Silikatlaven anhand ihres Siliziumdioxidgehalts in vier chemische Typen unterteilt: felsisch , intermediär , mafisch und ultramafisch . ^{[ 12 ]}

Felsische oder silizische Laven weisen einen Siliziumdioxidgehalt von über 63 % auf. Zu ihnen gehören Rhyolith- und Dazit- Laven. Aufgrund dieses hohen Siliziumdioxidgehalts sind diese Laven extrem viskos und weisen Viskositäten von 10⁸ ^cP ( 10⁵ ^Pa ·s) für heiße Rhyolithlava bei 1200 °C bis 10¹¹ ^cP (10⁸ ^Pa ·s) für kühle Rhyolithlava bei 800 °C auf. ^{[ 13 ]} Zum Vergleich: Wasser hat eine Viskosität von etwa 1 cP (0,001 Pa·s). Aufgrund dieser sehr hohen Viskosität eruptieren felsische Laven üblicherweise explosiv und bilden pyroklastische (fragmentäre) Ablagerungen. Rhyolith-Laven brechen jedoch gelegentlich effusiv aus und bilden Lavaspitzen , Lavadome oder „Coulees“ (dicke, kurze Lavaströme). ^{[ 14 ]} Die Laven zerfallen typischerweise beim Austritt und bilden Blocklavaströme. Diese enthalten oft Obsidian . ^{[ 15 ]}

Felsische Magmen können bereits bei Temperaturen von nur 800 °C ausbrechen. ^{[ 16 ]} Ungewöhnlich heiße (>950 °C; >1740 °F) Rhyolith-Laven können jedoch über Entfernungen von vielen Dutzend Kilometern fließen, wie beispielsweise in der Snake River Plain im Nordwesten der Vereinigten Staaten. ^{[ 17 ]}

Intermediäre oder andesitische Laven enthalten 52 % bis 63 % Siliziumdioxid und sind aluminiumärmer, dafür aber meist etwas reicher an Magnesium und Eisen als felsische Laven. Sie bilden Andesitdome und Blocklava und können an steilen Schichtvulkanen , wie beispielsweise in den Anden , auftreten . ^{[ 18 ]} Sie sind zudem in der Regel heißer als felsische Laven und erreichen Temperaturen zwischen 850 und 1100 °C. Aufgrund ihres geringeren Siliziumdioxidgehalts und der höheren Eruptionstemperaturen sind sie deutlich weniger viskos, mit einer typischen Viskosität von 3,5 Millionen cP (3500 Pa·s) bei 1200 °C. Dies ist etwas höher als die Viskosität von glatter Erdnussbutter . ^{[ 19 ]} Intermediäre Laven neigen stärker zur Bildung von Einsprenglingen . ^{[ 20 ]} Höhere Eisen- und Magnesiumgehalte äußern sich tendenziell in einer dunkleren Grundmasse , einschließlich Amphibol- oder Pyroxen-Einsprenglingen. ^{[ 21 ]}

Mafische oder basaltische Laven zeichnen sich durch einen relativ hohen Gehalt an Magnesium- und Eisenoxid aus (deren Molekularformeln die Konsonanten in „mafisch“ liefern) und weisen einen Siliziumdioxidgehalt von 52 % bis 45 % auf. Sie brechen in der Regel bei Temperaturen von 1100 bis 1200 °C und relativ niedriger Viskosität von etwa 10⁴ ^bis 10⁵ ^cP (10 bis 100 Pa·s) aus. Dies ist vergleichbar mit der Viskosität von Ketchup ^{[ 22 ]} , obwohl sie um ein Vielfaches höher ist als die von Wasser. Mafische Laven bilden häufig flache Schildvulkane oder Flutbasalte , da die weniger viskose Lava über weite Strecken vom Krater fließen kann. Die Mächtigkeit eines erstarrten Basaltlavastroms, insbesondere an einem flachen Hang, kann deutlich größer sein als die Mächtigkeit des fließenden, geschmolzenen Lavastroms zu jedem Zeitpunkt, da Basaltlaven durch den kontinuierlichen Lavazufluss und dessen Druck auf die erstarrte Kruste „aufblähen“ können. ^{[ 23 ]} Die meisten Basaltlaven gehören zum Typ ʻaʻā oder pahoehoe und sind keine Blocklaven. Unter Wasser können sie Kissenlaven bilden , die den Pahoehoe-Laven an Land ähneln. ^{[ 24 ]}

Ultramafische Laven, wie Komatiit und magnesiumreiche Magmen, die Boninit bilden , treiben die Zusammensetzung und die Temperaturen ihrer Eruptionen auf die Spitze. Alle weisen einen Siliziumdioxidgehalt von unter 45 % auf. Komatiite enthalten über 18 % Magnesiumoxid und eruptierten vermutlich bei Temperaturen von 1600 °C. Bei dieser Temperatur findet praktisch keine Polymerisation der Mineralverbindungen statt, wodurch eine hochmobile Flüssigkeit entsteht. ^{[ 25 ]} Die Viskosität von Komatiit-Magmen lag vermutlich im Bereich von 100 bis 1000 cP (0,1 bis 1 Pa·s) und ähnelte damit der von leichtem Motoröl. ^{[ 13 ]} Die meisten ultramafischen Laven sind nicht jünger als das Proterozoikum . Einige wenige ultramafische Magmen aus dem Phanerozoikum in Mittelamerika werden einem heißen Mantelplume zugeschrieben . Es sind keine modernen Komatiit-Laven bekannt, da der Erdmantel zu stark abgekühlt ist, um hochmagnesische Magmen zu bilden. ^{[ 26 ]}

Einige Silikatlaven weisen einen erhöhten Gehalt an Alkalimetalloxiden (Natrium und Kalium) auf, insbesondere in Regionen kontinentaler Riftbildung , Gebieten über tief subduzierten Platten oder an intraplatten Hotspots . ^{[ 27 ]} Ihr Siliziumdioxidgehalt kann von ultramafisch ( Nephelinite , Basanite und Tephrite ) bis felsisch ( Trachyte ) reichen. Sie entstehen mit größerer Wahrscheinlichkeit in größeren Manteltiefen als subalkalische Magmen. ^{[ 28 ]} Olivin -Nephelinit- Laven sind sowohl ultramafisch als auch stark alkalisch und stammen vermutlich aus deutlich tieferen Bereichen des Erdmantels als andere Laven. ^{[ 29 ]}

Einige Lavaarten mit ungewöhnlicher Zusammensetzung sind an die Erdoberfläche ausgebrochen. Dazu gehören:

• Carbonatit- und Natrocarbonatit- Laven sind vom Vulkan Ol Doinyo Lengai in Tansania bekannt , dem einzigen Beispiel eines aktiven Carbonatit-Vulkans. ^{[ 31 ]} Carbonatite im geologischen Archiv bestehen typischerweise zu 75 % aus Carbonatmineralen, mit geringeren Anteilen an kieselsäureuntersättigten Silikatmineralen (wie Glimmer und Olivin), Apatit , Magnetit und Pyrochlor . Dies spiegelt möglicherweise nicht die ursprüngliche Zusammensetzung der Lava wider, die Natriumcarbonat enthalten haben könnte , welches später durch hydrothermale Aktivität entfernt wurde. Laborexperimente zeigen jedoch, dass ein calcitreiches Magma möglich ist. Carbonatit-Laven weisen stabile Isotopenverhältnisse auf , die darauf hindeuten, dass sie aus den stark alkalischen, kieselsäurereichen Laven stammen, mit denen sie stets vergesellschaftet sind, wahrscheinlich durch Abtrennung einer nicht mischbaren Phase. ^{[ 32 ]} Die Natrokarbonatit-Laven des Ol Doinyo Lengai bestehen hauptsächlich aus Natriumcarbonat, etwa halb so viel Calciumcarbonat und noch einmal so viel Kaliumcarbonat sowie geringen Mengen an Halogeniden, Fluoriden und Sulfaten. Die Laven sind extrem flüssig, ihre Viskosität ist nur geringfügig höher als die von Wasser, und sie sind sehr kühl mit gemessenen Temperaturen von 491 bis 544 °C (916 bis 1011 °F). ^{[ 33 ]}
• Eisenoxid- Laven gelten als Quelle des Eisenerzes in Kiruna , Schweden , das sich im Proterozoikum bildete . ^{[ 8 ]} Eisenoxid-Laven aus dem Pliozän kommen im Vulkankomplex El Laco an der Grenze zwischen Chile und Argentinien vor. ^{[ 7 ]} Man geht davon aus, dass Eisenoxid-Laven durch die Entmischung von Eisenoxid-Magma aus einem Ausgangsmagma kalkalkalischer oder alkalischer Zusammensetzung entstanden sind . [ 8 ^{] ( Einige} Geologen interpretieren die Eisenoxid-Gesteine ​​von El Laco jedoch als Silikat-Lavaströme, die nach ihrem Ausbruch hydrothermal verändert wurden.) ^{[ 34 ]}
• Am Vulkan Lastarria in Chile treten bis zu 250 Meter lange und 10 Meter breite Schwefellavaströme auf . Sie entstanden durch das Schmelzen von Schwefelablagerungen bei Temperaturen von nur 113 °C. ^{[ 7 ]}

Der Begriff „Lava“ kann auch für geschmolzene „Eisgemische“ bei Ausbrüchen auf den eisigen Monden der Riesenplaneten des Sonnensystems verwendet werden . ^{[ 35 ]}

Die Viskosität der Lava bestimmt maßgeblich das Verhalten von Lavaströmen. Während die Temperatur gewöhnlicher Silikatlava zwischen etwa 800 °C (1470 °F) für felsische Laven und 1200 °C (2190 °F) für mafische Laven liegt ^{[ 16 ]} , variiert ihre Viskosität über sieben Größenordnungen, von 10^¹¹ cP (10^⁸ Pa·s) für felsische Laven bis 10^{⁴ cP (10⁴ Pa·s) für mafische Laven [ 16 ]} . Die Viskosität von Lava wird hauptsächlich durch ihre Zusammensetzung bestimmt, hängt aber auch von der Temperatur ^{[ 13 ]} und der Scherrate ab ^{[ 36 ] .}

Die Viskosität von Lava bestimmt die Art der vulkanischen Aktivität bei einem Lavaausbruch. Je höher die Viskosität, desto eher erfolgen explosive statt effusive Ausbrüche. Daher bestehen die meisten Lavaströme auf Erde, Mars und Venus aus Basaltlava. ^{[ 37 ]} Auf der Erde sind 90 % der Lavaströme mafisch oder ultramafisch, intermediäre Lava macht 8 % und felsische Lava lediglich 2 % aus. ^{[ 38 ]} Die Viskosität beeinflusst außerdem das Erscheinungsbild (Dicke im Verhältnis zur seitlichen Ausdehnung), die Fließgeschwindigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit der Lavaströme. ^{[ 13 ] [ 39 ]}

Wenn hochviskose Laven effusiv statt in ihrer häufigeren explosiven Form ausbrechen, entstehen fast immer steile Lavaströme oder Lavadome. Diese Ströme bilden Blocklava und keine ʻaʻā- oder pāhoehoe-Lava. Obsidianströme sind häufig. ^{[ 40 ]} Intermediäre Laven bilden tendenziell steile Stratovulkane mit abwechselnden Schichten aus effusiver Lava und Tephra aus explosiver Eruption. ^{[ 41 ]} Mafische Laven bilden relativ dünne Ströme, die sich über große Entfernungen bewegen können und Schildvulkane mit sanften Hängen formen. ^{[ 42 ]}

Neben geschmolzenem Gestein enthalten die meisten Laven feste Kristalle verschiedener Mineralien, Bruchstücke exotischer Gesteine ​​( Xenolithe) und Fragmente zuvor erstarrter Lava. Der Kristallgehalt der meisten Laven verleiht ihnen thixotrope und scherverdünnende Eigenschaften. ^{[ 43 ]} Anders ausgedrückt: Die meisten Laven verhalten sich nicht wie Newtonsche Flüssigkeiten, bei denen die Fließgeschwindigkeit proportional zur Scherspannung ist . Stattdessen ist eine typische Lava eine Bingham-Flüssigkeit , die einen erheblichen Fließwiderstand aufweist, bis eine Spannungsschwelle, die sogenannte Fließspannung, überschritten wird. ^{[ 44 ]} Dies führt zu einem Pfropfenfluss von teilkristalliner Lava. Ein bekanntes Beispiel für einen Pfropfenfluss ist Zahnpasta, die aus einer Tube gedrückt wird. Die Zahnpasta tritt als halbfester Pfropfen aus, da die Scherung in einer dünnen Schicht der Zahnpasta nahe der Tube konzentriert ist und sich die Zahnpasta nur dort wie eine Flüssigkeit verhält. Das thixotrope Verhalten verhindert zudem, dass sich Kristalle aus der Lava absetzen. ^{[ 45 ]} Sobald der Kristallgehalt etwa 60 % erreicht, verhält sich die Lava nicht mehr wie eine Flüssigkeit, sondern wie ein Feststoff. Eine solche Mischung aus Kristallen und geschmolzenem Gestein wird manchmal als Kristallbrei bezeichnet . ^{[ 46 ]}

Die Fließgeschwindigkeit von Lava hängt hauptsächlich von der Viskosität und der Hangneigung ab. Im Allgemeinen fließt Lava langsam. Typische Fließgeschwindigkeiten hawaiianischer Basaltlava liegen bei 0,40 km/h, während an steilen Hängen Maximalgeschwindigkeiten von 10 bis 48 km/h erreicht werden. ^{[ 38 ]} Nach dem Einsturz eines Lavasees am Mount Nyiragongo wurde eine außergewöhnlich hohe Fließgeschwindigkeit von 32 bis 97 km/h gemessen . ^{[ 38 ]} Die Fließgeschwindigkeit von Lava skaliert mit dem Quadrat ihrer Dicke geteilt durch ihre Viskosität. ^{[ 47 ]} Dies bedeutet, dass eine Rhyolithlava etwa tausendmal dicker sein müsste als eine Basaltlava, um eine vergleichbare Fließgeschwindigkeit zu erreichen.

Die Temperatur der meisten Arten von geschmolzener Lava liegt je nach ihrer chemischen Zusammensetzung zwischen etwa 800 °C (1470 °F) und 1200 °C (2190 °F) ^{[ 16 ]} . Dieser Temperaturbereich entspricht in etwa den höchsten Temperaturen, die mit einer Heißluft-Holzkohleschmiede erreicht werden können. ^{[ 48 ]} Lava ist direkt nach dem Ausbruch am flüssigsten und wird mit sinkender Temperatur deutlich zähflüssiger. ^{[ 13 ]}

Lavaströme bilden durch Wärmeverlust durch Strahlung rasch eine isolierende Kruste aus festem Gestein. Anschließend kühlt die Lava durch sehr langsame Wärmeleitung durch diese Gesteinskruste ab. So bohrten beispielsweise Geologen des United States Geological Survey regelmäßig in den Kilauea-Iki-Lavasee, der bei einem Ausbruch im Jahr 1959 entstanden war. Nach drei Jahren war die feste Oberflächenkruste, deren Basis eine Temperatur von 1065 °C aufwies, trotz einer Tiefe des Sees von etwa 100 m immer noch nur 14 m dick. Neunzehn Jahre nach dem Ausbruch war noch immer flüssiges Restmaterial in Tiefen von rund 80 m vorhanden. ^{[ 16 ]}

Ein abkühlender Lavastrom schrumpft und bricht dabei. Basaltströme weisen ein charakteristisches Bruchmuster auf. Die obersten Bereiche zeigen unregelmäßige, nach unten verlaufende Brüche, während der untere Bereich ein sehr regelmäßiges Bruchmuster aufweist, das den Strom in fünf- oder sechseckige Säulen unterteilt. Der unregelmäßige obere Teil des erstarrten Lavastroms wird als Gebälk bezeichnet , der untere Teil mit seinen Säulenstrukturen als Kolonnade . (Die Begriffe stammen aus der griechischen Tempelarchitektur.) Ebenso werden regelmäßige, vertikale Muster an den Seiten der Säulen, die durch Abkühlung mit periodischer Bruchbildung entstehen, als Meißelspuren bezeichnet . Trotz ihrer Bezeichnungen handelt es sich dabei um natürliche Merkmale, die durch Abkühlung, thermische Kontraktion und Bruchbildung entstehen. ^{[ 49 ]}

Beim Abkühlen der Lava, die von ihren Rändern nach innen kristallisiert, werden Gase freigesetzt, die an der unteren und oberen Grenze Blasen bilden. Diese werden als röhrenförmige Blasen oder röhrenförmige Mandelbläschen bezeichnet . Flüssigkeiten, die aus dem abkühlenden Kristallbrei austreten, steigen in das noch flüssige Zentrum des Lavastroms auf und bilden vertikale Blasenzylinder . Wo diese sich zur Oberseite des Lavastroms hin vereinen, bilden sie Schichten aus vesikulärem Basalt, die mitunter von Gashohlräumen bedeckt sind, welche sich mitunter mit Sekundärmineralien füllen. Die wunderschönen Amethystgeoden in den Flutbasalten Südamerikas entstanden auf diese Weise. ^{[ 50 ]}

Flutbasalte kristallisieren typischerweise nur wenig, bevor sie zum Stillstand kommen, weshalb Fließtexturen in weniger kieselsäurehaltigen Strömen selten sind. ^{[ 51 ]} Im Gegensatz dazu ist Fließbandbildung in felsischen Strömen häufig. ^{[ 52 ]}

The morphology of lava describes its surface form or texture. More fluid basaltic lava flows tend to form flat sheet-like bodies, whereas viscous rhyolite lava flows form knobbly, blocky masses of rock. Lava erupted underwater has its own distinctive characteristics.

ʻAʻā (also spelled aa, aʻa, ʻaʻa, and a-aa, and pronounced [ʔəˈʔaː] or /ˈɑː(ʔ)ɑː/) is one of three basic types of flow lava. ʻAʻā is basaltic lava characterized by a rough or rubbly surface composed of broken lava blocks called clinker. The word is Hawaiian meaning "stony rough lava", but also to "burn" or "blaze";^[53] it was introduced as a technical term in geology by Clarence Dutton.^[54][55]

The loose, broken, and sharp, spiny surface of an ʻaʻā flow makes hiking difficult and slow. The clinkery surface actually covers a massive dense core, which is the most active part of the flow. As pasty lava in the core travels downslope, the clinkers are carried along at the surface. At the leading edge of an ʻaʻā flow, however, these cooled fragments tumble down the steep front and are buried by the advancing flow. This produces a layer of lava fragments both at the bottom and top of an ʻaʻā flow.^[56]

Accretionary lava balls as large as 3 metres (10 feet) are common on ʻaʻā flows.^[57] ʻAʻā is usually of higher viscosity than pāhoehoe. Pāhoehoe can turn into ʻaʻā if it becomes turbulent from meeting impediments or steep slopes.^[56]

The sharp, angled texture makes ʻaʻā a strong radar reflector, and can easily be seen from an orbiting satellite (bright on Magellan pictures).^[58]

ʻAʻā lavas typically erupt at temperatures of 1,050 to 1,150 °C (1,920 to 2,100 °F) or greater.^[59][60]

Pāhoehoe (auch Pahoehoe geschrieben , aus dem Hawaiianischen [paːˈhoweˈhowe] ^{[ 61 ]} , was „glatte, ungebrochene Lava“ bedeutet) ist basaltische Lava mit einer glatten, wogenden, welligen oder seilartigen Oberfläche. Diese Oberflächenmerkmale entstehen durch die Bewegung sehr flüssiger Lava unter einer erstarrenden Oberflächenkruste. Der hawaiianische Begriff wurde von Clarence Dutton als Fachbegriff in der Geologie eingeführt . ^{[ 54 ] [ 55 ]}

Ein Pahoehoe-Lavastrom breitet sich typischerweise als eine Reihe kleiner Ausläufer und Zehen aus, die kontinuierlich aus einer abgekühlten Kruste ausbrechen. Er bildet auch Lavatunnel, in denen der geringe Wärmeverlust eine niedrige Viskosität aufrechterhält. Die Oberflächenstruktur von Pahoehoe-Lavaströmen variiert stark und weist alle möglichen bizarren Formen auf, die oft als Lavaskulpturen bezeichnet werden. Mit zunehmender Entfernung von der Quelle können Pahoehoe-Lavaströme aufgrund von Wärmeverlust und der daraus resultierenden Viskositätszunahme in ʻaʻā-Lavaströme übergehen. ^{[ 24 ]} Experimente deuten darauf hin, dass der Übergang bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1170 °C stattfindet, wobei eine gewisse Abhängigkeit von der Scherrate besteht. ^{[ 62 ] [ 36 ]} Pahoehoe-Laven haben typischerweise eine Temperatur von 1100 bis 1200 °C. ^{[ 16 ]}

Auf der Erde sind die meisten Lavaströme kürzer als 10 km, einige Pāhoehoe-Ströme erreichen jedoch Längen von über 50 km. ^{[ 63 ]} Manche Flutbasaltströme im geologischen Archiv erstrecken sich über Hunderte von Kilometern. ^{[ 64 ]}

Die abgerundete Textur macht Pāhoehoe zu einem schlechten Radarreflektor und erschwert die Erkennung von Satelliten im Orbit (dunkel auf dem Magellan-Bild). ^{[ 58 ]}

Blocklavaströme sind typisch für andesitische Laven von Stratovulkanen. Sie verhalten sich ähnlich wie ʻaʻā-Ströme, jedoch führt ihre höhere Zähflüssigkeit dazu, dass die Oberfläche mit glatten, kantigen Fragmenten (Blöcken) erstarrter Lava anstelle von Schlacken bedeckt ist. Wie bei ʻaʻā-Strömen bewegt sich das flüssige Innere des Stroms, das durch die erstarrte, blockartige Oberfläche isoliert wird, über das Gestein, das von der Stromfront abfällt. Sie bewegen sich zudem deutlich langsamer hangabwärts und sind mächtiger als ʻaʻā-Ströme. ^{[ 15 ]}

Kissenlava ist die typische Lavastruktur, die entsteht, wenn Lava aus einem Unterwasservulkan oder einem subglazialen Vulkan austritt oder ein Lavastrom ins Meer fließt. Die zähflüssige Lava bildet beim Kontakt mit Wasser eine feste Kruste, die beim Austritt weiterer Lava aus dem vorrückenden Strom aufbricht und zusätzliche große Lavaklumpen oder „Kissen“ freisetzt. Da Wasser den größten Teil der Erdoberfläche bedeckt und die meisten Vulkane in der Nähe von oder unter Gewässern liegen, ist Kissenlava sehr häufig. ^{[ 65 ]}

Da Lava aus zähflüssigem, geschmolzenem Gestein entsteht, bilden Lavaströme und -ausbrüche unverwechselbare Formationen, Landformen und topographische Merkmale, die vom Makroskopischen bis zum Mikroskopischen reichen.

Vulkane sind die primären Landformen, die durch wiederholte Ausbrüche von Lava und Asche im Laufe der Zeit entstanden sind. Ihre Form reicht von Schildvulkanen mit breiten, flachen Hängen, die vorwiegend durch effusive Ausbrüche relativ flüssiger basaltischer Lavaströme entstanden sind, bis hin zu steilwandigen Stratovulkanen (auch Schichtvulkane genannt), die aus abwechselnden Schichten von Asche und zähflüssigeren Lavaströmen bestehen, wie sie typisch für intermediäre und felsische Laven sind. ^{[ 66 ]}

Eine Caldera , ein großer Senkungskrater, kann sich in einem Stratovulkan bilden, wenn die Magmakammer durch große explosive Eruptionen teilweise oder vollständig entleert wird; der Gipfelkegel verliert dann seine Stabilität und stürzt in sich zusammen. ^{[ 67 ]} Nach dem Ereignis können sich dabei vulkanische Kraterseen und Lavadome bilden. ^{[ 68 ]} Calderen können sich jedoch auch auf nicht-explosive Weise, beispielsweise durch allmähliches Absinken des Magmas, bilden. Dies ist typisch für viele Schildvulkane. ^{[ 69 ]}

Schlackenkegel und Spritzkegel sind kleine, durch Lavaablagerungen um einen kleinen Krater an einem Vulkangebäude entstandene Strukturen. Schlackenkegel bilden sich aus Tephra oder Asche und Tuff , die aus einem explosiven Krater ausgestoßen werden. Spritzkegel entstehen durch die Ansammlung von geschmolzener vulkanischer Schlacke und Asche, die in flüssigerer Form ausgestoßen wird. ^{[ 70 ]}

Ein weiterer hawaiianisch-englischer Begriff, der aus der hawaiianischen Sprache stammt , ist Kīpuka. Er bezeichnet ein erhöhtes Gebiet wie einen Hügel, einen Bergrücken oder einen alten Lavadom innerhalb oder unterhalb eines Gebiets mit aktivem Vulkanismus. Neue Lavaströme bedecken das umliegende Land und isolieren das Kīpuka, sodass es wie eine (meist) bewaldete Insel in einem kargen Lavafeld erscheint. ^{[ 71 ]}

Lavadome entstehen durch den Austritt zähflüssiger, felsischer Magma. Sie können markante, abgerundete Erhebungen bilden, wie beispielsweise in der Valles-Caldera . Beim Austritt silizischer Lava durch einen Vulkan kann sich ein Inflationsdom oder endogener Dom bilden , der allmählich eine große, kissenartige Struktur aufbaut, die Risse und Spalten aufweist und abgekühlte Gesteinsbrocken und Geröll freisetzen kann. Die Ober- und Seitenränder eines sich aufblähenden Lavadoms sind in der Regel mit Gesteinsfragmenten, Brekzie und Asche bedeckt. ^{[ 72 ]}

Beispiele für Lavadom-Eruptionen sind der Novarupta- Dom und die aufeinanderfolgenden Lavadome des Mount St. Helens . ^{[ 73 ]}

Wenn sich auf einer geneigten Fläche ein Lavadom bildet, kann das Lavavolumen in kurzen, dicken Strömen, sogenannten Coulées (Domströmen), fließen. Diese Ströme legen oft nur wenige Kilometer vom Krater entfernt zurück. ^{[ 40 ]}

Lavatunnel entstehen, wenn ein Strom relativ flüssiger Lava an der Oberfläche so weit abkühlt, dass sich eine Kruste bildet. Unterhalb dieser Kruste, die aus Gestein besteht und ein hervorragender Isolator ist, kann die Lava flüssig weiterfließen. Bei längerem Fließen kann sich aus dem Lavakanal eine tunnelartige Öffnung oder ein Lavatunnel bilden , der geschmolzenes Gestein viele Kilometer vom Krater entfernt transportieren kann, ohne merklich abzukühlen. Oftmals versiegen diese Lavatunnel, sobald der Nachschub an frischer Lava versiegt ist, und hinterlassen einen beträchtlichen offenen Tunnelabschnitt im Lavastrom. ^{[ 74 ]}

Lavatunnel sind von den heutigen Ausbrüchen des Kīlauea bekannt ^{[ 75 ]} , und bedeutende, ausgedehnte und offene Lavatunnel aus dem Tertiär sind aus Nord- Queensland , Australien , bekannt, von denen sich einige über 15 Kilometer (9 Meilen) erstrecken. ^{[ 76 ]}

Selten füllt sich ein Vulkankegel mit Lava, ohne auszubrechen. Die Lava, die sich in der Caldera sammelt, wird als Lavasee bezeichnet. ^{[ 77 ]} Lavaseen bestehen in der Regel nicht lange; sie entleeren sich entweder zurück in die Magmakammer, sobald der Druck nachlässt (meist durch den Austritt von Gasen aus der Caldera), oder sie entleeren sich durch Lavaströme oder pyroklastische Explosionen.

Es gibt weltweit nur wenige Orte mit permanenten Lavaseen. Dazu gehören:

• Mount Erebus , Antarktis ^{[ 78 ]}
• Erta Ale , Äthiopien ^{[ 79 ]}
• Nyiragongo , Demokratische Republik Kongo ^{[ 80 ]}
• Ambrym , Vanuatu . ^{[ 78 ]}

Lavadeltas entstehen überall dort, wo subaerische Lavaströme in stehende Gewässer münden. Die Lava kühlt ab und zerfällt beim Kontakt mit dem Wasser, wobei die entstehenden Fragmente die Topographie des Meeresbodens auffüllen , sodass der subaerische Strom weiter aufs Meer hinausfließen kann. Lavadeltas sind im Allgemeinen mit großflächigem, effusivem basaltischem Vulkanismus verbunden. ^{[ 81 ]}

Eine Lavafontäne ist ein vulkanisches Phänomen, bei dem Lava kraftvoll, aber nicht explosiv aus einem Krater , einer Spalte oder einem Spalt ausgestoßen wird . Die höchste jemals gemessene Lavafontäne ereignete sich beim Ausbruch des Ätna in Italien am 23. November 2013. Sie erreichte eine stabile Höhe von etwa 2.500 m und hielt 18 Minuten an, mit einem kurzen Spitzenwert von 3.400 m. ^{[ 82 ]} Lavafontänen können als eine Reihe kurzer Stöße oder als kontinuierlicher Lavastrom auftreten. Sie sind häufig mit Vulkanausbrüchen auf Hawaii verbunden . ^{[ 83 ]}

Lavaströme richten auf ihrem Weg enorme Zerstörungen an. Opfer sind jedoch selten, da die Ströme in der Regel langsam genug fließen, damit Menschen und Tiere fliehen können. Dies hängt allerdings von der Viskosität der Lava ab. Dennoch kam es zu Verletzungen und Todesfällen, entweder weil der Fluchtweg abgeschnitten war, weil die Betroffenen dem Lavastrom zu nahe kamen ^{[ 84 ]} oder, seltener, weil die Lavafront zu schnell vorrückte. Dies geschah insbesondere beim Ausbruch des Nyiragongo in Zaire (heute Demokratische Republik Kongo ). In der Nacht des 10. Januar 1977 brach eine Kraterwand, und ein flüssiger Lavasee ergoss sich innerhalb einer Stunde. Der daraus resultierende Lavastrom raste mit bis zu 100 km/h die steilen Hänge hinab und überflutete mehrere Dörfer im Schlaf. Infolge dieser Katastrophe wurde der Berg 1991 zum Dekadenvulkan erklärt. ^{[ 85 ]}

Todesfälle, die Vulkanausbrüchen zugeschrieben werden, haben häufig andere Ursachen. Beispiele hierfür sind vulkanisches Auswurfmaterial, pyroklastische Ströme eines einstürzenden Lavadoms, Lahare , giftige Gase, die der Lava vorausströmen, oder Explosionen, die beim Kontakt der Lava mit Wasser entstehen. ^{[ 84 ]} Ein besonders gefährliches Gebiet ist die sogenannte Lavabank . Dieser sehr junge Boden bricht typischerweise ab und stürzt ins Meer.

Gebiete mit jüngeren Lavaströmen stellen auch lange nach dem Abkühlen der Lava noch eine Gefahr dar. Wo junge Lavaströme neues Land geschaffen haben, ist dieses instabiler und kann ins Meer abbrechen. Lavaströme reißen oft tief und bilden gefährliche Schluchten. Ein Sturz auf ʻaʻā-Lava ist vergleichbar mit einem Sturz auf Glasscherben. Festes Schuhwerk, lange Hosen und Handschuhe werden beim Überqueren von Lavaströmen empfohlen.

Die Umleitung eines Lavastroms ist äußerst schwierig, aber unter bestimmten Umständen möglich, wie es einst teilweise in Vestmannaeyjar , Island, gelang. ^{[ 86 ]} Die optimale Konstruktion einfacher, kostengünstiger Barrieren zur Umleitung von Lavaströmen ist Gegenstand aktueller Forschung. ^{[ 87 ] [ 88 ]}

• Die Nisga'a- Dörfer Lax Ksiluux und Wii Lax K'abit im Nordwesten von British Columbia , Kanada, wurden im 18. Jahrhundert bei einem Ausbruch des Tseax-Kegels durch dicke Lavaströme zerstört .
• Garachico auf der Insel Teneriffa wurde durch den Ausbruch des Vulkans Trevejo (1706) zerstört (wieder aufgebaut).
• Keawaiki, Hawaii, 1859 (verlassen)
• San Sebastiano al Vesuvio, Italien , 1944 durch den letzten Ausbruch des Vesuvs während der alliierten Besetzung Süditaliens zerstört (wiederaufgebaut)
• Koae und Kapoho, Hawaii , wurden beide durch denselben Ausbruch des Kīlauea im Januar 1960 zerstört ^{[ 89 ]} (aufgegeben).
• Kalapana, Hawaii , wurde 1990 durch den Ausbruch des Vulkans Kīlauea zerstört (verlassen).
• Kapoho auf Hawaii wurde im Juni 2018 größtenteils von Lava überflutet, wobei die Wohnsiedlung Vacationland Hawaii vollständig zerstört wurde.

• Catania, Italien , beim Ausbruch des Ätna 1669 ^{[ 90 ]} (wiederaufgebaut)
• Sale'aula , Samoa, entstanden durch Ausbrüche des Vulkans Matavanu zwischen 1905 und 1911
• Mascali , Italien, fast vollständig zerstört durch den Ausbruch des Ätna im Jahr 1928 (wiederaufgebaut) ^{[ 91 ]}
• Parícutin (Dorf, nach dem der Vulkan benannt wurde) und San Juan Paragaricutiro , Mexiko, von Parícutin von 1943 bis 1952
• Heimaey, Island , während des Ausbruchs des Eldfell 1973 (wiederaufgebaut)
• Piton Sainte-Rose , Insel La Réunion, 1977 ^{[ 92 ]}
• Royal Gardens, Hawaii , durch den Ausbruch des Kilauea 1986–87 zerstört (verlassen)
• Goma , Demokratische Republik Kongo , beim Ausbruch des Nyiragongo im Jahr 2002 ^{[ 93 ]}
• Los Llanos de Aridane ( Stadtteil Todoque ) und El Paso (Stadtteil El Paraíso) auf La Palma beim Vulkanausbruch Cumbre Vieja 2021 ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]}

Tephra ist fragmentarisches Material, darunter erstarrte Lavafragmente, das bei einem Vulkanausbruch ausgestoßen wurde; es kann in Form von Vulkanasche , Lapilli , Vulkanbomben oder Vulkanblöcken auftreten .

• Pompeji , Italien, beim Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr.
• Herculaneum , Italien, beim Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr.
• Akrotiri auf der griechischen Insel Santorin wurde um 1600 v. Chr. von Bimsstein und Asche des minoischen Ausbruchs begraben. ^{[ 97 ]}
• Cerén , El Salvador, beim Ausbruch des Ilopango zwischen 410 und 535 n. Chr. ^{[ 98 ]}
• Insel Sumbawa , Indonesien, beim Ausbruch des Mount Tambora im Jahr 1815
• Plymouth, Montserrat , im Jahr 1995. Plymouth war die Hauptstadt und einzige Einreisehafen von Montserrat und musste zusammen mit über der Hälfte der Insel vollständig aufgegeben werden. Es ist weiterhin die de jure Hauptstadt.

• Blaue Lava  – Optisches Phänomen, das durch die Verbrennung von Schwefel entsteht
• Lavaplanet  – Gesteinsplanet, dessen Oberfläche von geschmolzener Lava bedeckt ist.
• Laze (Geologie)  – Saurer Dunst, der entsteht, wenn geschmolzene Lava in den kalten Ozean fließt.
• Vog  – Luftverschmutzung, die durch die Reaktion vulkanischer Gase mit der Atmosphäre entsteht.

• „Lava“  . Encyclopædia Britannica . Bd. 16 (11. Aufl.). 1911. S.  289–290 .
• USGS-Definition von ʻAʻā
• USGS-Definition von Pāhoehoe
• USGS-Definition von Ropy Pāhoehoe
• Vulkanische Landformen von Hawaii
• Gefahren im Zusammenhang mit Lavaströmen laut USGS
• Artikel im Newsletter „Volcano Watch“ des Hawaiian Volcano Observatory über die Ausbrüche des Nyiragongo, 31. Januar 2002
• National Geographic-Video über Lava ( Archiviert am 3. März 2016 im Internet Archive ) Abgerufen am 23. August 2007