Tagebuch eines Vulkanausbruchs – die Wingertsbergwand

Bei der Untersuchung von alten Vulkanen und ihren Ausbrüchen, wünscht man sich ja manchmal, dass so ein Vulkan doch bitte ein Tagebuch über seine Tätigkeiten führen sollte. Obwohl, genau das gibt es. Die Wingertsbergwand bei Mendig ist eines davon. Sie erzählt von einem der heftigsten Ausbrüche in Mitteleuropa in den letzten 20 000 Jahren.Zugegeben, diese Tagebücher sind nicht so einfach zu lesen, und sie liegen meist unter der Erde, aber manchmal öffnen sie sich auch in beeindruckender Klarheit vor einem. Einer dieser Orte, wo man einen gewaltigen Vulkanausbruch direkt nachverfolgen kann, ist die Wingertsbergwand bei Mendig. Hier finden sich die einzelnen Ablagerungen wunderbar erhalten, gut zugänglich und leicht lesbar. Der zugehörige Vulkan, der die Ablagerungen hinterlassen hat, befindet sich unter dem Becken des heutigen Laacher Sees. Der See stellt eine Caldera dar, ein durch den Einsturz einer Magmenkammer gebildeter Talkessel.

Wingertsbergwand

Die Wingertsbergwand, ein Zeugnis des größten Vulkanausbruchs in Mitteleuropa vor 13000 Jahren. Eigenes Foto.

Die ersten Stunden

Als sich vor rund 13 000 Jahren die Magmenkammer unter dem Laacher See mit Magma füllte, hob sie dabei ihr Dach immer weiter an. Der Erdboden in dem Gebiet wölbte sich auf und durch die dabei entstehenden Risse und Verwerfungen im Gestein konnte Magma an die Erdoberfläche gelangen.

Nun möchte man die Eruption so eines (wenn auch recht kleinen) „Supervulkans“ gerne mit einem Superlativ beginnen, aber vermutlich war es Anfangs nicht so besonders beeindruckend, jedenfalls aus der Distanz betrachtet. In der Umgebung des Laacher Sees bis hin zum Neuwieder Becken findet sich eine wenige Zentimeter mächtige mächtige Aschenschicht über gelb bis grauem Löss. Sie sind gekennzeichnet durch Quarze, Tonstückchen und verschiedentlich Holzkohle. An ihrer Unterseite sind Blattabdrücke erhalten geblieben. Auffällig ist vor allem, dass die Asche nur sehr wenig glasige Partikel von neuem Magma enthält. Der Beginn des Laacher See Ausbruchs war also ganz simpel das Zusammentreffen von sehr wenig Magma mit dem Grundwasser. Die darauf erfolgenden Dampfexplosion haben vor allem das Nebengestein zersprengt und vermutlich auch einen Maarkessel ausgehoben.

Feuer und Wasser

Aus der Nähe waren diese phreatomagmatischen Explosionen allerdings schon beeindruckend. Die Druckwellen (Base Surges) der einzelnen Explosionen waren reich mit Gesteinsschutt beladen und stark genug, um die Bäume des spärlich bewaldeten Gebiets auf ihrem Weg nicht nur zu entlauben, sondern auch zu entwurzeln. Die Blätter und Baumstämme wurden von der feuchten vulkanischen Asche gut erhalten.

Wingertsbergwand

Die ersten Phasen des Laacher See Vulkanausbruchs, wie sie an der Wingertsbergwand dokumentiert sind. Eigenes Foto.

 

Grobkörnige Partikel in Vertiefungen deuten auf so genannte Jets hin. Jets sind schnelle, Partikel-beladene Explosionen, die sich auf dem Boden als Partikelstrom weiter bewegen.

Immer wieder kam das aufsteigende Magma mit dem Grundwasser in Berührung, und jedes Mal erfolgten heftige Explosionen, deren Druckwellen sich vorzugsweise über die Täler bewegten. Der sanfte Anstieg der Straße von Mendig nach Maria Laach geht auf die Ablagerungen einer dieser Druckwellenpfade zurück.

Manche der Explosionen beförderten auch Bomben ballistisch durch die Luft. Diese bis zu einige Tonnen schweren Geschosse erzeugten beim Aufprall entsprechende Krater in die Ascheablagerungen.

Besonders zu Beginn des Ausbruchs wechselten sich Explosionen und Pausen in kurzem Wechsel ab. Der hohe Anteil an zerrissenem Nebengestein in den ersten Ablagerungen deutet darauf hin, dass der entsprechende Schlot schnell verstopfte. Wenn darauf hin wieder Grundwasser nachfloss und mit dem aufsteigenden Magma in Berührung kam, sprengten die nachfolgenden Dampfexplosionen den Schlot wieder kurzfristig frei.

Kraterbildung

Nach einigen Stunden kam der Vulkan zur Ruhe. Vermutlich war der Schlot verstürzt und verstopft. Zwar kam es auch weiterhin zu phreatomagmatischer Aktivität, aber diese war verglichen mit der Anfangsphase unregelmäßig und schwach. An anderen Stellen kam es dennoch zu größeren Dampfexplosionen, deren Surge-Ablagerungen sich in der Wingertsbergwand finden.
Der entstehende Krater verlagerte sich langsam immer mehr in die Tiefe, wodurch tiefere Gesteine ausgeworfen wurden. Das Zentrum der Aktivität verlagerte sich leicht nach Norden.

Wingertsbergwand

Die Hauptphase und Teile der Endphase an der Wingertsbergwand. Eigenes Foto.

 

Hauptphase

Schließlich war der Druck auf der Magmenkammer weit genug gesunken, dass das Magma schlagartig entgasen konnte. Magma, besonders solches wie das des Laacher See Vulkans, kann sehr gasreich sein. Durch Differentiation reichert sich immer mehr Gas im Magma an. Kommt es zu einer deutlichen Druckentlastung, dann kann dieses Gas schlagartig frei werden und es kommt zu einer extrem explosiven Eruption. Das sich ausdehnende Gas zerriss das Magma und presste es mit bis zu 400 m/s aus dem Schlot.

Pyroklastische Ströme

Die Eruptionssäule war nicht immer stabil. Immer wieder brach sie in sich zusammen, weil sich vielleicht der Schlot erweitert hatte, oder der Druck in der Magmenkammer nachließ. Das waren besonders gefährliche Momente, denn die heißen, mit vulkanischen Partikeln beladenen Gase rasten dann die Hänge hinab und durch die Täler. Die Glutlawinenablagerungen hier an der Wingertsbergwand sind noch verhältnismäßig klein. Aber die pyroklastischen Ströme des Laacher See Vulkans müssen enorme Ausmaße erreicht haben. Im Brohltal erreichen sie z.B. bis zu 60 m Mächtigkeit. Als die Glutlawinen an der Mündung des Brohlbaches auf den Rhein trafen, muss es große Dampfexplosionen gegeben haben, immerhin waren die pyroklastischen Ströme über 400 °C heiß. Vermutlich hatten Ascheablagerungen stromaufwärts die Fließgeschwindigkeit des Rheins bereits drastisch reduziert. Jedenfalls türmten die durch das Brohltal stürmenden Glutlawinen einen rund 30 m hohen Damm auf, der den Rhein hier aufstaute.

Wingertsbergwand

Die Trassablagerungen der pyroklastischen Ströme aus der Hauptphase. Eigenes Foto.

Vermutlich hat es während der Eruption mehrere, leicht zeitversetzte Dämme gegeben, die den Rhein immer wieder aufstauten, doch der bei Brohl war vermutlich der größte. Bis zum Dammbruch vergingen einige Tage, der Stausee reichte vermutlich bis ins Oberrheintal.

Plinianische Phase

Nach der heftigen Phase der pyroklastischen Ströme stabilisierte sich der Schlot und die Eruptionssäule erreichte wieder Höhen von bis zu 30 Kilometern. Möglicherweise erreichte sie sogar bis zu 30 km Höhe. Wenn man sich ein Bild machen möchte, stellt die Eruption des Pinatubo auf den Philippinen von 1991 vermutlich ein gutes Modell ab. Das eruptierte Magmenvolumen beider Ausbrüche ist relativ ähnlich.
Der Fallout aus dieser Wolke bedeckte in gleichmäßigen Schichten die umgebende Landschaft. Ein gutes Beispiel ist die auch als „Autobahn“ bezeichnete Doppelschicht.

Die vulkanischen Aschen, die so hoch in die Luft befördert wurden, finden sich heute als wichtige Zeitmarke bis in Moore Südschwedens und Norditaliens.
Während der gesamten Eruption wurden rund 6,5 km³ Magma gefördert und 16 km³ Bims in die Luft befördert, die Hauptmasse wohl während der plinianischen Phase. Nach wenigen Tagen endete die Hauptphase.

Der Vulkan verliert an Kraft

Im oberen Bereich veränderten sich die Bimsmassen, als die Eruption langsam immer mehr an Kraft verlor. Waren sie zu Anfang noch aufgebläht und schaumartig, so zeigen sie sich jetzt immer massiger und dicht. Die langsam entleerte Magmenkammer verfügte allem Anschein nach nicht mehr über genügend gasreiches Magma, um die Förderprodukte aufzuschäumen. Dafür trat wieder vermehrt Grundwasser hinzu und schreckte die geförderte Lava ab. Hier finden auch wieder vereinzelt Glutlawinen statt. Diese phreatomagmatische Phase am Ende dauerte mehrere Monate. Die Explosionen, wenn Magma und Grundwasser wieder aufeinander trafen, waren extrem heftig. Die Druckwellen konnten ältere Ablagerungen erodieren und aufarbeiten. In den Ablagerungen diese Phase treten oft dünenartige Strukturen auf. Diese Dünen sind so genannte Antidünen. Während bei normalen Dünen die Ablagerung von Sedimenten im Lee der Düne stattfindet, passiert dies bei Antidünen im Luv. Die Druckwellen der Dampfexplosionen waren so schnell, dass sich die Stoßwellen stromaufwärts brachen.

Wingertsbergwand

Antidünen in vulkanischen Ablagerungen an der Wingertsbergwand. Eigenes Foto.

 

Diese Dünen wurden früher als Ablagerungen von Stürmen in einer Kaltzeit interpretiert. Sie zeigen aber um das gesamte Becken des Laacher Sees mit ihrer steilen Seite in Richtung des Sees.
Diese explosive Phase war vermutlich zeitlich gesehen die längste während der gesamten Eruption. Dauerten die vorherigen Phasen nur Stunden bis wenige Tage, so zog sich die letzte explosive Phase über mehrere Monate hin und dauerte eventuell bis ins folgende Jahr hinein an. In diese Phase fiel auch der Bruch des Rheindamms bei Brohl.

Der Einbruch der Caldera begann bereits während der Hauptphase (möglicherweise sogar noch früher), wie man an manchen Ablagerungen (leider nicht hier an der Wingertsbergwand) gut erkennen kann. Sie dauerte bis in die Endphase an.

Endphase

Langsam kam der Vulkan zur Ruhe. Begonnen hatte die Eruption vermutlich im Frühjahr oder Sommer, die Blätter befanden sich schon an den Bäumen. Wobei hier Frühjahr vermutlich später im Jahr war als heutzutage, immerhin hatten wir gerade erst die Eiszeit hinter uns gelassen. Bäume waren spärlich und vor allem in den niederen lagen zu finden. Hauptsächlich Birken, Pappeln, Traubenkirschen und Kiefern. Inkohlte Baumstämme und Blattabdrücke geben Zeugnis davon.

Jetzt, am Ende des Vulkanausbruchs hatte sich die Landschaft dramatisch verändert. Weite Gebiete um den Laacher See Mitteleuropas waren von vulkanischer Asche wie mit einem Leichentuch bedeckt. Das Neuwieder Becken war durch mehrere vulkanische Dämme mehrfach überflutet, das Rheintal stromabwärts durch Flutwellen verwüstet. Würde ein vergleichbarer Ausbruch heute stattfinden, wir müssten wahrscheinlich weite Gebiete um Eifel und den Rhein evakuieren.

Aber vor 10 000 Jahren war Mitteleuropa nur spärlich besiedelt. Ob und wie Menschen den Ausbruch erlebt haben, wir wissen es nicht. Vermutlich aber schon. Weltweit werden Menschen zumindest die Auswirkungen des Ausbruchs bemerkt haben. Dafür haben schon die klimatischen Auswirkungen des Vulkans gesorgt. Vermutlich wurde es in Folge kälter und feuchter. Große Regenmengen müssen in den folgenden Monaten auf die mit Asche bedeckten Gebiete gefallen sein. Tiefe Erosionsrinnen sind die Zeugen. Außerdem hat der Ausbruch, ähnlich wie andere starke Ausbrüche wie der des Tambora 1815 oder des Pinatubo, vermutlich für eine Abkühlung des weltweiten Klimas gesorgt.

 

Weitere Bilder der Wingertsbergwand

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

5 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Sehr interessant, vielen Dank. Wenn das heute passieren würde, wäre es angesichts der zahlreichen Städte am Rhein eine monumentale Katastrophe.

    „In weltweit werden Menschen zumindest die Auswirkungen des Ausbruchs bemerkt haben.“

    Hier gibt es einen kleinen Schreibfehler, „In“

  2. Da fällt mir ein: kann man den Vulkanausbruch genauer datieren und eventuell seine Klima-Signatur in anderen Klimadaten dieser Zeit (Dryas?) eventuell identifizieren?
    Damals entwickelte sich in Anatolien die Anfänge der Zivilisation. Ein Ausbruch dieser Größenordnung hätte das Leben der Menschen dort klimatisch beeinflussen können. Es wäre interessant, ob man dort Spuren davon finden könnte.

    • Dadurch das sich die vulkanischen Produkte des Laacher See Vulkans in vielen Mooren von Südschweden bis Norditalien wiederfinden, kann man den Ausbruch sehr gut datieren. Nach 14-C fand der Ausbruch im Zeitraum vor 12880 Jahren (+/- 330 Jahre) statt.

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