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Die Zustandsgrössen Des Santorinausbruchs 1925-26: Ein Beitrag Zur Theorie Andesitischer Vulkanausbrüche

Ferdinand Von Wolff
The Journal of Geology
Vol. 46, No. 3, Part 2 (Apr. - May, 1938), pp. 521-545
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/30079615
Page Count: 25
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Die Zustandsgrössen Des Santorinausbruchs 1925-26: Ein Beitrag Zur Theorie Andesitischer Vulkanausbrüche
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Abstract

Stoff, Temperatur, und Druck an der Schlotmündung sind die wichtigsten Zustands-grössen eines Vulkanausbruchs. Der feste und flüssige Stoff bleibt während der Förderung volumenkonstant, der gas- oder dampfförmige unterliegt der adiabatischen Ausdehnung und Abkühlung. Für den Santorinausbruch 1925-26 liegen zahlreiche pyrome-trische Temperaturmessungen der Lava an der Schlotmündung und Bestimmungen der Tagesförderungen von Lava vor, die die Ausflussgeschwindigkeiten der Lava aus dem Schlot mit bekanntem Durchmesser zu ermitteln gestatten. Mit Hilfe der Poiseuille'-schen Formel ist hieraus die Viskosität der Lava zahlenmässig zu erfassen und den jeweils gemessenen Temperaturen zuzuordnen. Die Viskosität des Santorinmagmas entspricht etwa der gewisser technischer Silikatgläser. Die Morphologie vulkanischer Gebilde, wie Ströme, Staukuppen, Felsnadeln hängt von der stark temperaturabhängigen Viskosität ab. Es wird in einer Kurve die Beziehung Höhe: Basisdurchmesser der Staukuppen zur Viskosität dargestellt, die im plastischen Gebiet umbiegt und Anhaltepunkte für die Entstehungstemperaturen der Staugebilde herauslesen lässt. Die Steighöhe der Eruptionswolke liefert mit dem in dieser Höhe herrschenden Dampfdruck und der Temperatur die Zustandsgrössen des Entspannungszustandes, das heisst das Ende der adiabatischen Ausdehnung und Abkühlung, denn der Dampf steigt solange auf, bis er sich mit der umgebenden Atmosphäre in ein Gleichgewicht gesetzt hat. Ist die Mündungstemperatur gegeben, so folgt nunmehr auch der Mündungsdruck aus den Adiabatengleichungen, damit ist auch die dritte Zustandsgrösse, die sich bisher der Bestimmung entzog, zahlenmässig erfasst. Die Wasserdämpfe treten aus der grössten Profilenge des Schlotes, die an der Schlotmündung liegt, mit Schallgeschwindigkeit aus. In diesem Fall wird das Verhältnis Mündungsdruck zum Herddruck gleich dem kritischen Druck Verhältnis und eine Funktion des adiabatischen Exponenten. Mit dem kritischen Druckverhältnis und den Adiabatengleichungen ist mit den Zustandsgrössen der Mündung auch der Herddruck und die Herdtemperatur am Anfang des Schlotes zu gewinnen. Die Schallgeschwindigkeit im Wasserdampf bei der Mündungstemperatur liefert schliesslich noch den Wärmeinhalt der Masseneinheit an der Mündung und im Herd, ein ausgezeichnetes kalorisches Masz für die Intensität des Vulkanausbruchs. Die Differenz des Wärmeinhalts am Anfang und Ende der Ausbruchsperiode ergiebt den Erschöpfungszustand in Zahlen. Zum Schluss werden die Zustandsgrössen des Sakura-jima, Pelé, Lassen Peak mit dem Santorinausbruch vergleichend gegenübergestellt.

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