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Der Vulkan Yellowstone liegt unter dem gleichnamigen und namensgebenden Nationalpark in den Vereinigten Staaten Seine Caldera wurde bereits 1871 durch Ferdinand V Hayden als Krater eines gigantischen Vulkans erkannt die geologischen Zusammenhange zwischen dem Hot Spot der Snake River Plain der Ausbruchsgeschichte des Vulkans und der bis heute bestehenden Aktivitat konnten erst im Laufe der Zeit ermittelt werden Er gilt als Supervulkan Inhaltsverzeichnis 1 Vulkanismus 2 Bisher belegte Ausbruche 2 1 Der Yellowstone Hot Spot 2 2 Die calderenbildenden Eruptionen 2 3 Spatere Ausbruche im System 3 Ablauf moglicher Eruptionen in der Zukunft 4 Filme Dokumentationen 5 Weblinks 6 Literatur 7 EinzelnachweiseVulkanismus Bearbeiten nbsp Calderen im Yellowstone GebietEin Hot Spot das heisst eine Zone an der heisses Mantelmaterial unter der Erdkruste aufsteigt ist der Ursprung des rund 17 Millionen Jahre alten Vulkansystems Die nordamerikanische Platte hat sich uber diesen relativ fest verankerten Hot Spot geschoben wobei die Lithosphare durch tektonische und magmatische Prozesse stark verandert wurde Gleichzeitig bildete sich das uber 700 km lange Yellowstone Snake River Vulkansystem 1 2 dessen sichtbarste Spuren etliche Calderen bilden Ihre Spuren lassen sich teilweise sehr klar verfolgen Durch die hohere Temperatur des Mantel Plumes wird das Material des Mantels teilweise aufgeschmolzen und steigt als basaltisches Magma durch den lithospharischen Mantel bis zur unteren Erdkruste auf wo es oberhalb der Moho bei 45 km Tiefe eine erste Magmakammer bildet Diese 2015 nachgewiesene Kammer wird auf ein Volumen von ungefahr 46 000 km geschatzt Durch weiteren Aufstieg gelangt das Magma in die schon vorher bekannte obere Magmakammer Diese konnte durch neue Auswertungen von seismischen Daten auf eine Tiefe von maximal 20 km und ein ungefahres Volumen von 10 000 km bestimmt werden Hier wird das basaltische Magma durch Abkuhlung bei langerer Verweildauer mittels fraktionierter Kristallisation in rhyolithisches Magma umgewandelt Die untere Magmakammer hat einen Anteil von rund 2 geschmolzenen Materials der der oberen kann auf etwa 9 angenommen werden 3 Der Mantel Plume hat eine Aufwolbung von 400 km Breite und 500 m Hohe am Yellowstone Plateau erzeugt In den letzten Jahren werden zudem mit geodatischen Messgeraten Deformationen und Subsidenz d h Aufwolbung und Einsinken im Vulkansystem genau verfolgt Im Schnitt ergeben sich dabei Bewegungen von 2 cm im Jahr In den Jahren 2004 2009 konnte man allerdings eine beschleunigte Aufwolbungsbewegung feststellen die als frische Magmaintrusion in die waagrechten Gange oberhalb der eigentlichen Magmakammer in 10 km Tiefe interpretiert wurde 1 Der Vulkanismus verursacht jahrlich bis zu 2000 meist schwache Erdbeben in der Region Bisher belegte Ausbruche Bearbeiten nbsp Scheinbare Bewegung des Yellowstone Hotspots seit 17 Millionen Jahren nbsp Ausbreitung der Aschedecken im Vergleich zu anderen AusbruchenDer Yellowstone Hot Spot Bearbeiten Durch die sich uber den Hot Spot schiebende Kontinentalplatte ergeben sich uber die Jahrmillionen erkennbare Spuren der vulkanischen Tatigkeit in diesem Fall eine Kette von Calderen auf dem nordamerikanischen Kontinent Die Magmakammer ist rund 60 km lang 35 km breit 8 10 km machtig 1 und erwarmt unterirdische Wasservorkommen die wie der Old Faithful teilweise als Geysire an die Oberflache treten 4 Geologische Untersuchungen zeigen dass der Yellowstone Hotspot seit 17 Millionen Jahren aktiv ist und sich die Erdoberflache in diesem Zeitraum infolge der Plattentektonik so verschoben hat dass der Hot Spot scheinbar rund 700 km vom heutigen nordlichen Nevada uber das sudliche Idaho an seinen heutigen Ort gewandert ist 5 Dabei schuf er das Grundgestein der Snake River Plain und hinterliess eine basaltisch rhyolitische Magma Tasche die zeitweilig eine Hebung von 15 cm im Gebiet des Snake River verursachte 1 In einer Untersuchung von 2020 wird auf zwei Supereruptionen aus dem jungeren Miozan vor 8 99 und 8 72 Millionen Jahren hingewiesen mit einem Auswurfvolumen von etwa 1700 km beziehungsweise 2800 km 6 Die calderenbildenden Eruptionen Bearbeiten Die letzten drei der sehr grossen Ausbruche des Yellowstone Hotspots fanden im heutigen Nationalpark beziehungsweise in seinem unmittelbaren Umfeld vor 2 1 Millionen Huckleberry Ridge Ausbruch 1 3 Millionen Mesa Falls Ausbruch und 0 64 Millionen Jahren Lava Creek Ausbruch statt 7 Am starksten war der erste der drei erwahnten Ausbruche vor rund 2 1 Millionen Jahren Dabei entstand eine Caldera von ca 80 50 km Rund 2500 km Material wurden ausgeworfen Eine Studie aus dem Jahr 2012 deutet allerdings darauf hin dass die Mengen an ausgeworfenem Material bei diesem sogenannten Huckleberry Ridge Ausbruch nicht auf eine sondern auf mindestens zwei wenn nicht mehr Eruptionen zuruckzufuhren sind zwischen denen 4000 Jahre lagen 8 Klemetti zitiert den Artikel und erwahnt eine Verteilung auf sogar drei Phasen die jeweils 1340 km 820 km und 290 km produziert hatten immer noch sehr betrachtliche Mengen aber doch nicht so viel wie zunachst von Wissenschaftlern angenommen 9 Die zweite Eruption vor rund 1 3 Millionen Jahren war die kleinste der drei bei der 280 km Material ausgeworfen wurden 10 Die dritte calderabildende Eruptionsserie vor rund 640 000 Jahren schuf eine uberlappende Gesamt Caldera von 80 km Lange und 55 km Breite Der Ausbruch war wie die vorangegangenen auch durch die Aktivierung von Magmen in oberflachennahen Magmakammern ausgelost worden Neben enormen Aschenmengen deren Spuren bis nach Kalifornien reichen produzierte er unter anderem zahlreiche pyroklastische Strome Die hierbei entstandenen Ignimbrite mit einem Volumen von rund 1000 km werden Lava Creek Tuff genannt und sind in den Klippen des Madison Canyon zu sehen 11 Aufgrund der Starke dieser und spaterer Ausbruche wird der Yellowstone Vulkan zu den Supervulkanen gezahlt Spatere Ausbruche im System Bearbeiten nbsp Basaltsaulen beim Tower Fall im Yellowstone NationalparkNach diesen grossen Ausbruchen war der Vulkan weiterhin aktiv die folgenden Ausbruche waren aber bei weitem nicht so katastrophal Tuffablagerungen von zwei spateren explosiven Eruptionen vor 170 000 Bluff Point Tuff und 140 000 Jahren Cold Mountain Creek Tuff zeigen ein ausgeworfenes Volumen von 50 bzw 10 km was immerhin die Starke 6 auf dem Vulkanexplosivitatsindex ausmacht 12 Weitere effusive rhyolitische Lavaausbruche im Zeitraum von vor 180 000 bis vor 70 000 Jahren fullten mit einem Gesamtvolumen von 600 km die Caldera fast ganz wieder aus und bildeten das heutige Yellowstone Plateau 13 Im Holozan gab es kleinere Ausbruche vor jeweils ca 9 400 Jahren am Turbid Lake vor 8 050 Jahren am Elliot s Crater vor 5 050 Jahren am Duck Lake und den Evil Twin Craters und zuletzt vor 3 350 Jahren am Indian Pond Crater Dabei handelte es sich ausschliesslich um lokale Dampfexplosionen 14 Ablauf moglicher Eruptionen in der Zukunft BearbeitenAuch heute besitzt der Yellowstone noch eine grosse Magmakammer so dass ein ahnlich grosser Ausbruch weiterhin irgendwann moglich erscheint Allerdings rechnet der US Geological Survey USGS in den USA das fur die Uberwachung des Systems verantwortliche geologische Untersuchungsamt nicht damit dass es in naher Zukunft zu bedeutenden Ausbruchen im System kommt Man rechnet eher mit weiterem Wirken der Hochtemperaturgebiete phreatischen Explosionen und mittlerer bis starker Erdbebentatigkeit 11 Seit 1995 tritt ein neues Muster der seismischen Aktivitaten auf Der USGS berichtete dass sich der nordliche Kraterrand hob wahrend die Basis sich senkte Diese gegenlaufigen Bewegungen nahmen stetig zu kamen im Jahr 2003 aber wieder annahernd zum Stillstand Um den Jahreswechsel 2008 2009 wurde eine Haufung kleiner und kleinster Erdbeben beobachtet 15 bis Marz 2009 war die seismische Aktivitat jedoch wieder auf ihrem langjahrigen Durchschnittsniveau angekommen Diese Bewegungen werden vermutlich durch geschmolzenen Basalt verursacht der in den unterirdischen Magmakanalen stromt In den 1990er Jahren wurden diese vermutlich dadurch verstarkt dass ein Magma Schub aus dem oberen Erdmantel in das Yellowstone Vulkansystem stromte Da anscheinend nur wenig Magma wieder abfloss erhohte sich der Druck wodurch neue Gesteinsklufte entstanden die wiederum eine bessere Verbindung zum tiefer liegenden Magma Reservoir schufen Die Bewegungen fuhrten zu vermehrten geothermischen Aktivitaten in diesem Gebiet Solche Phasen thermischer Unruhe haben laut den Wissenschaftlern des USGS bereits wiederholt stattgefunden bislang ohne Folgen in der jungeren Vergangenheit Filme Dokumentationen Bearbeiten2005 liess die BBC unter dem Titel Supervolcano dt Supervulkan eine Mischung aus Dokudrama und fiktivem Katastrophenfilm drehen die sich mit einem Ausbruch des Yellowstone beschaftigt Am 12 November 2009 erschien Roland Emmerichs Film 2012 der unter anderem vom Ausbruch des Supervulkans handelt In der US Doku Reihe Doomsday Countdown zur Apokalypse Episode 06 Mega Eruption aus dem Jahr 2016 wird das Szenario eines Yellowstone Ausbruchs als eine der grossten Katastrophen der Menschheit thematisiert Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Yellowstone Geologie Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Yellowstone Volcano Observatory englisch USGS History and Geology Geschichte und Geologie des Yellowstone knapp zusammengefasst popularwissenschaftlich englisch Robert L Christiansen Jacob B Lowenstern Robert B Smith Henry Heasler Lisa A Morgan Manuel Nathenson Larry G Mastin L J Patrick Muffler Joel E Robinson Preliminary Assessment of Volcanic and Hydrothermal Hazards in Yellowstone National Park and Vicinity PDF 8 7 MB Open file Report 2007 1071 In usgs gov U S Geological Survey 2007 abgerufen am 1 Marz 2016 englisch Literatur BearbeitenIlya N Bindeman Bin Fu Noriko T Kita John W Valley Origin and Evolution of Silicic Magmatism at Yellowstone Based on Ion Microprobe Analysis of Isotopically Zoned Zircons In Journal of Petrology Band 49 Nr 1 1 Januar 2008 S 163 193 doi 10 1093 petrology egm075 oxfordjournals org Katrina R DeNosaquo Robert B Smith Anthony R Lowry Density and lithospheric strength models of the Yellowstone Snake River Plain volcanic system from gravity and heat flow data In Journal of Volcanology and Geothermal Research Band 188 Nr 1 3 20 November 2009 S 108 127 doi 10 1016 j jvolgeores 2009 08 006 sciencedirect com Einzelnachweise Bearbeiten a b c d Robert B Smith Lawrence W Braile Crustal Structure and Evolution of an Explosive Silicic Volcanic System at Yellowstone National Park Geology of Yellowstone Park Area 33rd Annual Field Conference Guidebook 1982 S 233 250 Abstract abgerufen am 22 September 2012 Robert B Smith Michael Jordan Bernhard Steinberger Christine M Puskas Jamie Farrell Gregory P Waite Stephan Husen Wu Lung Chang Richard O Connell Geodynamics of the Yellowstone hotspot and mantle plume Seismic and GPS imaging kinematics and mantle flow In Journal of Volcanology and Geothermal Research Band 188 Nr 1 3 20 November 2009 S 26 56 doi 10 1016 j jvolgeores 2009 08 020 uusatrg utah edu PDF 17 4 MB Hsin Hua Huang Fan Chi Lin et al The Yellowstone magmatic system from the mantle plume to the upper crust In Science Online Vorab Veroffentlichung am 23 April 2015 doi 10 1126 science aaa5648 Yellowstone im Global Volcanism Program der Smithsonian Institution englisch Mark Anders Yellowstone hotspot track In columbia edu Abgerufen am 1 Marz 2016 englisch Thomas R Knott Michael J Branney Marc K Reichow David R Finn Simon Tapster Robert S Coe Discovery of two new super eruptions from the Yellowstone hotspot track USA Is the Yellowstone hotspot waning In Geology Juni 2020 doi 10 1130 G47384 1 englisch npshistory com PDF Yellowstone Caldera Yellowstone Hotspot und Vulkanismus In Stromboli online 23 August 2007 abgerufen am 1 Marz 2016 Ben S Ellis Darren F Mark u a Temporal dissection of the Huckleberry Ridge Tuff using the 40Ar 39Ar dating technique 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