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Der Begriff „Vulkan“ leitet sich von der italienischen Insel Vulcano ab. Diese ist eine der Liparischen Inseln im Tyrrhenischen Meer. In der römischen Mythologie galt diese Insel als die Schmiede des Vulcanus, des römischen Gottes des Feuers.

Schildvulkan Skjaldbreiður, Island
Stratovulkan Fujisan, Japan

Vulkane kann man nach ihrer äußeren Form, der Art ihres Magmenzufuhrsystems, dem Ort ihres Auftretens, der Art ihrer Tätigkeit sowie nach ihrem Zustand unterteilen.

  • Unterteilung nach der äußeren Form:
  • Unterteilung nach der Art des Magmenzufuhrsystems:
  • Unterteilung nach dem Ort ihres Auftretens:
  • Unterteilung nach der Art ihrer Tätigkeit:
    • effusive Tätigkeit (ruhiges Ausfließen der Lava)
    • explosive oder ejektive Tätigkeit
    • gemischte effusive und explosive Tätigkeit
    • Vulkane mit besonders heftiger explosiver Tätigkeit werden Supervulkane genannt
  • Vulkane kann man schließlich auch nach ihrem Zustand oder der Häufigkeit ihrer Aktivität einordnen in
    • aktive Vulkane (aktiver Vulkanismus)
    • inaktive oder schlafende Vulkane (kein aktiver Vulkanismus, Voraussetzungen für erneute Aktivität sind jedoch gegeben)
    • erloschene Vulkane (durch fehlende Magmazufuhr keine Aktivität mehr möglich)

Viele Vulkane folgen allerdings nicht einem „reinen“ Ausbruchsmuster, sondern zeigen variierendes Verhalten entweder während einer Eruption oder während der Millionen Jahre ihrer Aktivität. Ein Beispiel dafür ist der Ätna auf Sizilien.

Ein Paroxysmus (griech. παρα para „neben“, οξυς oxys „scharf“) ist eine Folge von sich steigernden Ausbrüchen eines Vulkans.

Der durch die vulkanische Aktivität entstandene Berg wird je nach seiner Form Vulkankegel oder Vulkandom genannt, und die Öffnung, aus der Lava aus der Tiefe aufsteigt, heißt Vulkanschlot. Die mehr oder minder breite Öffnung an der Spitze eines Vulkans ist der Vulkankrater. Bricht ein Schlot über einer oberflächennahen Magmakammer zusammen, und es bildet sich ein großer Einbruchskrater, wird dieser als Caldera bezeichnet.

Einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung eines Vulkans hat neben dem Gas- und Wassergehalt die Zusammensetzung seines Magmas, vor allem der Gehalt an Siliciumdioxid (SiO2). Die Zusammensetzung des Magmas bestimmt die Art der Vulkantätigkeit. Je mehr SiO2 das Magma enthält, desto explosiver ist der damit verbundene Vulkanismus. Es lassen sich vier Haupttypen unterscheiden:

  • Felsisches Magma enthält mehr als 63 % SiO2
  • Intermediäres Magma enthält zwischen 52 und 63 % SiO2
  • Mafisches Magma enthält zwischen 45 und 52 % SiO2
  • Ultramafisches Magma enthält weniger als 45 % SiO2

Aus den vier Magmatypen entstehen charakteristische Gesteine:

Diese vier Typen können grob bestimmten geodynamischen Umfeldern zugeordnet werden:

Nephelin-Säulenbasalt am Otzberg

Vulkane können auch anderweitig klassifiziert werden, indem sie nach der Farbe der austretenden Lava beschrieben werden.

Die Farbe der austretenden Lava hängt von der Temperatur ab, kann aber auch auf die chemische Zusammensetzung der Gesteinsschmelze zurückgeführt werden. Die entstehende Form des Vulkans als auch das Ausbruchsverhalten werden von der Zusammensetzung der Gesteinsschmelze entscheidend bestimmt:

  • Rote Vulkane werden aufgrund der rot oder orangegelb glühenden, heißen Lava so bezeichnet, sie bilden Schildvulkane.
  • Graue Vulkane besitzen eine vergleichsweise niedrige Lavatemperatur und bilden Schichtvulkane.

Bei der Eruption von Vulkanen können durch Vermischung vulkanischen Materials mit anderen Stoffen wie Wasser oder Luft sowie durch das abrupte Austreten von Lava weitere Prozesse ausgelöst werden. Dazu zählen unter anderem:

  • Lahar (Schlamm- und Schuttströme)
  • Pyroklastische Ströme (Glutlawine)
  • Base Surge (partikelarmer Dichtestrom)
  • Glutwolke
  • Gletscherlauf
  • Tsunami: Wenn bei einem Vulkanausbruch große Mengen Magma oder gar Teile der Bergflanken ins Meer stürzen, können Tsunamis ausgelöst werden. Dabei erreichen diese oft größere Höhen als die durch Seebeben erzeugten Tsunamis.

Auch können Erdbeben vor oder nach dem Ausbruch eines Vulkans auftreten, da sie sich gegenseitig beeinflussen können.

Nicht dem Vulkanismus sind andere aufsteigende Materialien zuzurechnen, die etwa für die sogenannten Schlammvulkane (besser als Schlammdiapire bezeichnet) verantwortlich sind.

Schemazeichnung:Vulkan über Hotspot
Die bekanntesten Hotspots

Nach Vulkantyp

Es gibt heute weltweit ca. 1500 aktive, d. h. in den letzten 10.000 Jahren ausgebrochene Vulkane auf der Erdoberfläche, allerdings kennt man noch nicht die Anzahl der submarinen Vulkane, von denen es vermutlich vielfach mehr gibt.

Davon sind 719 als Schichtvulkan, 176 als Schildvulkan, 66 als komplexer Vulkan, 86 als Caldera, 147 als einzelne Schlackenkegel, 27 als Spaltenvulkan oder Kraterreihe, 19 als Maar, 137 als submariner Vulkan und 100 als Vulkanfeld (mit teilweise mehreren hundert Einzelvulkanen) klassifiziert.

Nach Geographie

Die geographische Verteilung kann man mit Hilfe der Erkenntnisse der Plattentektonik verstehen:

  • Vulkane der Spreizungszonen liegen mit wenigen Ausnahmen auf dem Meeresgrund, wo die Erdplatten auseinanderdriften. Das dort vorkommende Magma ist basaltisch und verarmt an Elementen, die sich schlecht in Kristallgitter integrieren lassen (inkompatible Elemente). Hierzu gehören hauptsächlich rote Vulkane oder Schildvulkane.
  • Vulkane über Subduktionszonen sind die sichtbarsten Vulkane. Sie treten bei Plattenkollisionen auf, an denen mindestens eine ozeanische Lithosphärenplatte beteiligt ist. Hier wird die ozeanische Kruste in den Mantel hinein befördert (subduziert), sofern ihre altersabhängige Dichte einen hinreichend hohen Wert erreicht hat. Die abtauchende ozeanische Kruste wird in der Tiefe teilweise aufgeschmolzen, da es aufgrund der hohen Wassergehalte in bestimmten Mineralen zu einer Erniedrigung der Solidus (Temperatur des Schmelzbeginns) kommt. Das entstandene Magma steigt auf, da es eine geringere Dichte hat als das umgebende Gestein, und nährt den Vulkanismus an der Oberfläche. Die entstehenden Vulkane werden aufgrund ihres lagigen Aufbaus als Schichtvulkane oder Stratovulkane bezeichnet.
  • Vulkane über „Hotspots“ sind selten, da es weltweit zurzeit nur etwa 40 eindeutig bestimmte „Hotspots“ gibt. Ein „Hotspot“ ist ein über geologische Zeiträume als nahezu ortsfest anzusehender Aufschmelzungsbereich im Erdmantel unter der Lithosphäre. Die Lithosphärenplatten schieben sich durch plattentektonische Mechanismen während langer Zeiträume über einen „Hotspot“ hinweg. Es bilden sich perlenschnurartig hintereinander neue Vulkane, so als würden sie sich durch die Kruste hindurchschweißen. Bekanntestes Beispiel sind die Hawaii-Inseln: die größte Insel Hawaiʻi, die als jüngste Vulkaninsel über dem „Hotspot“ liegt, ist erst 400.000 Jahre alt, während die älteste der sechs Vulkaninseln Kauaʻi im Nordwesten bereits vor etwa 5,1 Millionen Jahren entstanden ist. Beispiele für diese seltene Art des Vulkanismus in Europa finden sich in der Ost- und Westeifel (Vulkaneifel), dem Siebengebirge und in der Auvergne. Auch unter Island befindet sich ein derartiger Hotspot.

Im Sonnensystem

Vulkanismus ist ein für terrestrische Himmelskörper normales Phänomen. Auf vielen Welten des Sonnensystems finden sich Spuren erloschenen Vulkanismus, wie beispielsweise auf dem Erdmond oder dem Mars. Vulkanisch aktivste Welt des Sonnensystems ist der Jupitermond Io. Auf dem Saturnmond Enceladus wie auch dem Neptunmond Triton wurde Kryovulkanismus beobachtet.

Dagegen finden sich auf der in Masse, Größe und innerem Aufbau sehr erdähnlichen Venus nur wenige Hinweise für derzeit aktiven Vulkanismus und keinerlei Anzeichen für eine Plattentektonik.

Entstehung von Vulkanen an Plattengrenzen
Ausbruch eines Vulkans
Eruption am Stromboli

Ob ein Vulkan endgültig erloschen ist oder vielleicht wieder aktiv werden kann, interessiert besonders die Menschen, die in der Umgebung eines Vulkans leben. In jedem Fall hat ein Vulkanausbruch weitreichende Konsequenzen, denn über das persönliche Schicksal hinaus werden Infrastruktur und Wirtschaft der betroffenen Region nachhaltig beeinflusst. Daher ist es das vorrangige Forschungsziel, Vulkanausbrüche möglichst präzise vorhersagen zu können. Fehlprognosen wären allein unter Kostengesichtspunkten verheerend (Evakuierung Tausender von Menschen, Stilllegung des gesamten Wirtschaftslebens u. v. m.).

Trotz gewisser Gemeinsamkeiten gleicht kein Vulkan in seinem Ausbruchsverhalten dem anderen. Demnach sind Beobachtungen über Ruhephasen oder seismische Aktivitäten eines Vulkans kaum auf einen anderen übertragbar.

Bei der Überwachung von Vulkanen stehen generell fünf Überwachungsmethoden zur Verfügung, die je nach Vulkan-Charakteristik in unterschiedlicher Kombination eingesetzt werden: die Aufzeichnung seismischer Aktivität, die geodätische Überwachung der Topographie, die Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veränderungen, die Erfassung von oberflächennahen Temperaturerhöhungen und die chemische Analyse aufsteigender vulkanischer Gase.

Aufzeichnung seismischer Aktivität, vulkanischer Tremor

Ein Eruptionsprozess wird zunächst vom Aufstieg des Magmas eingeleitet. Wenn das Magma auf vorgezeichneten oder neuen Bruchlinien, Spalten oder Rissen zur Erdoberfläche emporsteigt, entstehen durch Spannungen im Umgebungsgestein und durch Entgasungsprozesse des Magmas charakteristische seismische Signale. Gestein zerbricht dabei und Risse beginnen zu vibrieren. Die Zerstörung von Gestein löst Erdbeben mit hoher Frequenz aus, die Bewegung der Risse dagegen führt zu niedrig frequenten Beben, dem sogenannten vulkanischen Tremor.

Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln, wird in der Regel ein Netz von äußerst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet. Denn gerade die schwachen Erdbeben mit einer Stärke von weniger als 1 sind häufig Anzeichen für das Erwachen eines Vulkans. Zum Beispiel wurden am betroffenen Südwesthang des Ätna in den 12 Stunden vor dem 1981er Ausbruch etwa 2800 kleinere Erdstöße durch die vor Ort installierten Seismometer als Tremor registriert. Über ein automatisches Übertragungssystem wurden die Daten direkt zum Istituto Internazionale di Vulcanologia in Catania weitergeleitet. Mit Hilfe moderner Technik werden Veränderungen der seismischen Aktivität heute in Echtzeit ermittelt. Strukturen und Vorgänge unter der Erdoberfläche können damit unmittelbar und exakt dargestellt und analysiert werden.

Geodätische Überwachung

Dringt Magma aus der Tiefe nach oben, so können in bestimmten Bereichen des Vulkans Deformationen der Erdoberfläche in Form von Aufbeulungen, Absenkungen, Neigungen, Buckeln und Rissen entstehen. Diese Deformationen können mit meist in Bohrlöchern des Gesteins fest installierten Neigungsmessern (Klinometern) und Dehnungsmessern (Extensometern) vor Ort gemessen werden. Diese Phänomene können aber auch schon mit einfachen Mitteln wie zum Beispiel mit einem Bandmaß oder durch aufgesprühte Linien erkannt werden.

Anfang August 1982 hatten Geologen im Kraterboden des Mount St. Helens viele schmale Bodenrisse entdeckt und sie mit Farblinien markiert. Zwei Tage später bereits waren die Linien deutlich gekrümmt, was eine Veränderung der Risse durch aufsteigendes Magma anzeigte. Wenige Tage später kam es zu einer heftigen Eruption des Vulkans. Im Oktober 2004 wurde am Mount St. Helens eine Aufbeulung einer Vulkanflanke von mehr als 100 m beobachtet, die auch mit bloßem Auge sichtbar war.

Eine komplexere und exaktere Methode zur Erfassung morphologischer Veränderungen ist zum Beispiel die Messung horizontaler Entfernungen mit Elektronischer Distanzmessung (EDM). Ein EDM kann elektromagnetische Signale senden und empfangen. Die Wellenphase verschiebt sich dabei in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen EDM und reflektierendem Objekt und gibt damit das Ausmaß der entstandenen Verschiebung an. EDMs haben Reichweiten bis zu 50 km und hohe Messgenauigkeiten von wenigen Millimetern. Oberflächenveränderungen vor allem größerer Gebiete und abgelegener Vulkane werden mit Hilfe von satellitengestützten geodätischen Messverfahren beobachtet.

Da sich infolge von Deformationen des Geländes auch Grundwasser- und Oberflächenwasserstände relativ zueinander verändern können, werden oft Grundwassermessstellen eingerichtet und in gewässernahen Gebieten Fluss- und Seewasserpegel installiert. Man setzt inzwischen auch Satellitenbilder zur Überwachung von Vulkanen und deren Verformung bzw. Aufwölbung ein.

Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veränderungen

Dringen heiße Gesteinsschmelzen in oberflächennahe Erdschichten, so werden lokale Veränderungen im Schwerefeld beobachtet. Diese örtlichen Veränderungen werden durch Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein verursacht. Solche sogenannten mikrogravimetrischen Anomalien lassen sich mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern entdecken, die an aktiven Vulkanen zum Einsatz kommen.

Beim Magma-Aufstieg können auch lokale Änderungen des Magnetfeldes registriert werden, die durch thermische Einwirkungen verursacht werden. Bereits 1981 wurden am Südhang des Ätna und in etwa 20 km Entfernung zum Ätna zwei magnetometrische Stationen mit automatischer Daten-Fernübertragung in Betrieb genommen.

Erfassung von Temperaturerhöhungen

Der Aufstieg des etwa 1100 bis 1400 °C heißen Magmas aus einer Magmakammer oder direkt aus dem oberen Erdmantel geht in erster Linie mit einer lokalen Temperaturerhöhung des Nebengesteins einher. Mit Hilfe ortsfester Stationen zur Temperaturmessung und durch Infrarot-Aufnahmen von Satelliten aus können solche thermischen Aufheizungen festgestellt werden, die durch oberflächennahe Stauung aufgedrungener Schmelzen entstehen.

Analyse aufsteigender Gase

Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivität. Änderungen ihrer Menge, ihrer Temperatur und ihrer chemischen Zusammensetzung sind für die Vorhersage eines Vulkanausbruchs von grundlegender Bedeutung. Generell sind die Schwankungen im Chemismus der Gase umso höher, je heißer die Gase sind und je reger die vulkanische Aktivität ist. Bei hohem Gasausstoß lässt sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres Absorptionsspektrums im sichtbaren Licht auch durch Fernerkundung bestimmen. Typische vulkanische Gase sind hauptsächlich Wasserdampf, Kohlendioxid, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Chlorwasserstoff (Salzsäure ist die Lösung in Wasser) und Fluorwasserstoff. Die geochemische Überwachung erstreckt sich auch auf die Beobachtung von Grundwasser und von Quellen. Denn unterirdisches Wasser wird oft von vulkanischen Gasen kontaminiert, die dem Magma entweichen und sich im Boden ausbreiten. Eine besondere Rolle spielen dabei Helium und Radon. Beide Gase entstammen dem Erdmantel. Steigt eine Magmakammer auf, so erhöhen sich auch die Gehalte dieser Gase. So hat man zum Beispiel nach der Erdbebenkrise auf der griechischen Insel Nisyros (1996) begonnen, die Gase und andere Faktoren genau zu überwachen, da man befürchtete, es könne ein Vulkanausbruch bevorstehen. Im Rahmen des EU-Programms Geowarn haben sich europäische Universitäten zusammengeschlossen und beobachten Nisyros, den Vesuv und andere potentiell gefährliche Vulkane in Europa.

Vulkan Arenal, Costa Rica
Vulkan Kilimanjaro, Tansania/Kenia

Im Rahmen der internationalen Dekade zur „Schadensminimierung bei Naturkatastrophen 1990–2000“ wurden 15 Vulkane weltweit als Forschungsobjekte ausgewählt und kontinuierlich überwacht, darunter auch der Vesuv und der Ätna.

Fazit

Trotz der Vielzahl der Frühwarnsysteme und vieler neuer Erkenntnisse auf diesem Gebiet wird sich bei Vulkanausbrüchen eine gewisse Unberechenbarkeit nie ganz ausschalten lassen. Parallel zur Vorhersage gefährlicher Eruptionen sind Schutzmaßnahmen, Risiko- und Handlungspläne, Aufklärung der betroffenen Bevölkerung und gesetzliche Regelungen für den Ernstfall notwendig. Zusätzlich könnte es sich lohnen, auch die Natur einer gefährdeten Region genau zu beobachten. Oft reagieren Tiere sensibler und verlassen ein gefährdetes Gebiet weit vor einem Vulkanausbruch.

Nature Geoscience veröffentlichte in seiner Septemberausgabe 2013 (Vol 6 No 9) einen Artikel, in dem Forscher das unterseeische Tamu-Massiv östlich von Japan für den größten Vulkan der Erde halten. Die von Forschern um William Sager (University of Houston) (Texas/USA) analysierten Gesteinsproben des Massivs stammen aus maximal 175 Metern Tiefe; das Massiv erhebt sich mehrere Kilometer über den Meeresboden. Der schildförmige unterseeische Berg könnte entstanden sein, als an einer Stelle riesige Lavamengen austraten und beim Abkühlen flache, weit reichende Hänge schufen. Es handle sich wahrscheinlich um einen Einzelvulkan von 650 Kilometern Länge und 450 Kilometern Breite.

Für fast alle Kulturen sind Vulkane der Sitz ihrer Götter. In der griechischen Mythologie ist die vulkanische Insel Limnos der Sitz des Feuergottes Hephaistos, der Name 'Vulkan' leitet sich vom römischen Vulcanus ab. Auch in der aztekischen, isländischen und vielen weiteren Kulturen spielen Vulkane eine zentrale Rolle in der Mythologie. In Hawaii wird der Vulkangöttin Pele besondere Verehrung zuteil.

In der Bibel erinnern mehrere Stellen an einen Vulkanausbruch, unter anderem Ex 19,18 EU und Ex 20,18 EU. Mehrere Forscher sehen unter anderem auch aufgrund dieser Beschreibungen in Jahwe Reste eines Vulkan-Gottes.

Die heilige Agatha von Catania gilt als Helferin gegen Ausbrüche des Ätna.

  • Hans-Ulrich Schmincke: Vulkanismus. 3., überarbeitete Auflage. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 2010, ISBN 978-3-89678-690-6.
  • Joachim von der Thüsen: Schönheit und Schrecken der Vulkane. Zur Kulturgeschichte des Vulkanismus. WBG (Wissenschaftliche Buchgesellschaft), Darmstadt 2008, ISBN 978-3-534-20675-9.
  • Gerd Simper: Vulkanismus verstehen und erleben. Feuerland Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 978-3-00-015117-0.
  • Hans Pichler und Thomas Pichler: Vulkangebiete der Erde. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1475-5.
  • Felix Frank: Handbuch der 1350 aktiven Vulkane der Welt. Ott Verlag, Thun 2003, ISBN 3-7225-6792-0.
  • Haack TaschenAtlas Vulkane und Erdbeben, bearb. von Harro Hess, Klett-Perthes, Gotha 2003, ISBN 3-623-00020-5.
Commons: Vulkane – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Vulkan – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Vulkane der Welt

Vulkanüberwachung

Wissenschaftliche Artikel

  1. nach Simkin und Siebert, 1994 (Memento vom 15. Juni 2010 im Internet Archive)
  2. Global Volcanism Program (englisch)
  3. vgl. die Geologin Elisabeth Cottrell vom Smithsonian Institute: „…hundreds of volcanoes on the seafloor may be erupting at any given minute.“ [1] Zugriff: 23. Mai 2010
  4. Gerd Simper: Vulkanismus verstehen und erleben. Feuerland Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 978-3-00-015117-0, S. 38
  5. vgl. H.-U. Schmincke, Vulkanismus. Darmstadt 2000, S. 85
  6. William W. Sager, Jinchang Zhang, Jun Korenaga, Takashi Sano, Anthony A. P. Koppers, Mike Widdowson, John J. Mahoney: An immense shield volcano within the Shatsky Rise oceanic plateau, northwest Pacific Ocean, hna.de: Supervulkan auf der Erde entdeckt
  7. http://ocean.tamu.edu Sager, Professor Oceanography and G&G seit 1995
  8. Leben mit Vulkanen
  9. William D. Westervelt: Hawaiian Legends of Volcanoes. G. H. Ellis Press, Boston MA 1916, S. 174.
Normdaten (Sachbegriff): GND:4128339-9(OGND, AKS) | LCCN:sh85144257 | NDL:00565264

Vulkan geologische Struktur die entsteht wenn Magma an die Oberflache eines Planeten aufsteigt Sprache Beobachten Bearbeiten Dieser Artikel befasst sich mit der geologischen Struktur Vulkan weitere Bedeutungen unter Vulkan Begriffsklarung Ein Vulkan ist eine geologische Struktur die entsteht wenn Magma Gesteinsschmelze bis an die Oberflache eines Planeten z B der Erde aufsteigt Alle Begleiterscheinungen die mit dem Aufstieg und Austritt der glutflussigen Gesteinsschmelze verbunden sind bezeichnet man als Vulkanismus Bei einem Vulkanausbruch werden nicht nur glutflussige sondern auch feste oder gasformige Stoffe freigesetzt Ausbruch des Vulkans Rinjani 1994 mit Eruptionsgewitter Eruption eines submarinen Vulkans West Mata Im Fall der Erde schmelzen Gesteine ab 100 km Tiefe bei Temperaturen zwischen 1000 und 1300 C Das flussige Magma sammelt sich in grossen Magmaherden in 2 bis 50 km Tiefe Wenn der Druck zu gross wird steigt das Magma uber Spalten und Klufte der Lithosphare auf Magma das an die Erdoberflache gelangt wird als Lava bezeichnet Die meisten Vulkane haben annahernd die Form eines Kegels dessen Hangneigung von der Viskositat der Lava abhangt Die Gestalt kann aber auch unregelmassig oder kuppelformig aufgewolbt sein Inhaltsverzeichnis 1 Etymologie 2 Vulkantypen und Bezeichnungen 3 Magmatypen 4 Lavatypen 5 Massgeblich von Vulkanen ausgeloste Ereignisse 6 Verteilung von Vulkanen 6 1 Nach Vulkantyp 6 2 Nach Geographie 6 3 Im Sonnensystem 7 Vorhersage von Vulkanausbruchen 7 1 Aufzeichnung seismischer Aktivitat vulkanischer Tremor 7 2 Geodatische Uberwachung 7 3 Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veranderungen 7 4 Erfassung von Temperaturerhohungen 7 5 Analyse aufsteigender Gase 7 6 Fazit 8 Grosster Vulkan der Erde 9 Vulkane in der Mythologie 10 Siehe auch 11 Literatur 12 Weblinks 12 1 Vulkane der Welt 12 2 Vulkanuberwachung 12 3 Wissenschaftliche Artikel 13 EinzelnachweiseEtymologieDer Begriff Vulkan leitet sich von der italienischen Insel Vulcano ab Diese ist eine der Liparischen Inseln im Tyrrhenischen Meer In der romischen Mythologie galt diese Insel als die Schmiede des Vulcanus des romischen Gottes des Feuers Vulkantypen und Bezeichnungen Schildvulkan Skjaldbreidur Island Stratovulkan Fujisan Japan Weinfelder Maar Eifel Vulkane kann man nach ihrer ausseren Form der Art ihres Magmenzufuhrsystems dem Ort ihres Auftretens der Art ihrer Tatigkeit sowie nach ihrem Zustand unterteilen Unterteilung nach der ausseren Form 1 Schichtvulkane auch Stratovulkane genannt Schildvulkane Schlacken und Aschenkegel Lavadom Maar Caldera Tafelvulkan Decken oder Plateauvulkan vergleiche auch Trapp und Flutbasalt Unterteilung nach der Art des Magmenzufuhrsystems Zentralvulkane Spaltenvulkane Unterteilung nach dem Ort ihres Auftretens subaerische Vulkane Vulkane an Land oder uber Wasser submarine Vulkane Seamount Guyot Vulkane im Meer unter Wasser subglaziale Vulkane Vulkane unter einem Gletscher extraterrestrische Vulkane Vulkane auf anderen Himmelskorpern Unterteilung nach der Art ihrer Tatigkeit effusive Tatigkeit ruhiges Ausfliessen der Lava explosive oder ejektive Tatigkeit gemischte effusive und explosive Tatigkeit Vulkane mit besonders heftiger explosiver Tatigkeit werden Supervulkane genannt Vulkane kann man schliesslich auch nach ihrem Zustand oder der Haufigkeit ihrer Aktivitat einordnen in aktive Vulkane aktiver Vulkanismus inaktive oder schlafende Vulkane kein aktiver Vulkanismus Voraussetzungen fur erneute Aktivitat sind jedoch gegeben erloschene Vulkane durch fehlende Magmazufuhr keine Aktivitat mehr moglich Viele Vulkane folgen allerdings nicht einem reinen Ausbruchsmuster sondern zeigen variierendes Verhalten entweder wahrend einer Eruption oder wahrend der Millionen Jahre ihrer Aktivitat Ein Beispiel dafur ist der Atna auf Sizilien Ein Paroxysmus griech para para neben o3ys oxys scharf ist eine Folge von sich steigernden Ausbruchen eines Vulkans Der durch die vulkanische Aktivitat entstandene Berg wird je nach seiner Form Vulkankegel oder Vulkandom genannt und die Offnung aus der Lava aus der Tiefe aufsteigt heisst Vulkanschlot Die mehr oder minder breite Offnung an der Spitze eines Vulkans ist der Vulkankrater Bricht ein Schlot uber einer oberflachennahen Magmakammer zusammen und es bildet sich ein grosser Einbruchskrater wird dieser als Caldera bezeichnet Magmatypen Rhyolithfelsen am Berufjordur in Island Einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung eines Vulkans hat neben dem Gas und Wassergehalt die Zusammensetzung seines Magmas vor allem der Gehalt an Siliciumdioxid SiO2 Die Zusammensetzung des Magmas bestimmt die Art der Vulkantatigkeit Je mehr SiO2 das Magma enthalt desto explosiver ist der damit verbundene Vulkanismus Es lassen sich vier Haupttypen unterscheiden Felsisches Magma enthalt mehr als 63 SiO2 Intermediares Magma enthalt zwischen 52 und 63 SiO2 Mafisches Magma enthalt zwischen 45 und 52 SiO2 Ultramafisches Magma enthalt weniger als 45 SiO2 Aus den vier Magmatypen entstehen charakteristische Gesteine Rhyolith Andesit Basalt Pikrit Diese vier Typen konnen grob bestimmten geodynamischen Umfeldern zugeordnet werden Aufschmelzen kontinentaler Kruste Subduktionszonen Mittelozeanischer Rucken Hotspot Vulkanismus Rift Vulkanismus heute nicht mehr auftretender Vulkanismus fruher Phasen der GeogeneseLavatypen Nephelin Saulenbasalt am Otzberg Vulkane konnen auch anderweitig klassifiziert werden indem sie nach der Farbe der austretenden Lava beschrieben werden Die Farbe der austretenden Lava hangt von der Temperatur ab kann aber auch auf die chemische Zusammensetzung der Gesteinsschmelze zuruckgefuhrt werden Die entstehende Form des Vulkans als auch das Ausbruchsverhalten werden von der Zusammensetzung der Gesteinsschmelze entscheidend bestimmt Rote Vulkane werden aufgrund der rot oder orangegelb gluhenden heissen Lava so bezeichnet sie bilden Schildvulkane Graue Vulkane besitzen eine vergleichsweise niedrige Lavatemperatur und bilden Schichtvulkane Massgeblich von Vulkanen ausgeloste EreignisseBei der Eruption von Vulkanen konnen durch Vermischung vulkanischen Materials mit anderen Stoffen wie Wasser oder Luft sowie durch das abrupte Austreten von Lava weitere Prozesse ausgelost werden Dazu zahlen unter anderem Lahar Schlamm und Schuttstrome Pyroklastische Strome Glutlawine Base Surge partikelarmer Dichtestrom Glutwolke Gletscherlauf Tsunami Wenn bei einem Vulkanausbruch grosse Mengen Magma oder gar Teile der Bergflanken ins Meer sturzen konnen Tsunamis ausgelost werden Dabei erreichen diese oft grossere Hohen als die durch Seebeben erzeugten Tsunamis Auch konnen Erdbeben vor oder nach dem Ausbruch eines Vulkans auftreten da sie sich gegenseitig beeinflussen konnen Nicht dem Vulkanismus sind andere aufsteigende Materialien zuzurechnen die etwa fur die sogenannten Schlammvulkane besser als Schlammdiapire bezeichnet verantwortlich sind Verteilung von Vulkanen Schemazeichnung Vulkan uber Hotspot Die bekanntesten Hotspots Nach Vulkantyp Es gibt heute weltweit ca 1500 aktive d h in den letzten 10 000 Jahren ausgebrochene Vulkane 2 auf der Erdoberflache allerdings kennt man noch nicht die Anzahl der submarinen Vulkane von denen es vermutlich vielfach mehr gibt 3 Davon sind 719 als Schichtvulkan 176 als Schildvulkan 66 als komplexer Vulkan 86 als Caldera 147 als einzelne Schlackenkegel 27 als Spaltenvulkan oder Kraterreihe 19 als Maar 137 als submariner Vulkan und 100 als Vulkanfeld mit teilweise mehreren hundert Einzelvulkanen klassifiziert 4 Nach Geographie Die geographische Verteilung kann man mit Hilfe der Erkenntnisse der Plattentektonik verstehen Vulkane der Spreizungszonen liegen mit wenigen Ausnahmen auf dem Meeresgrund wo die Erdplatten auseinanderdriften Das dort vorkommende Magma ist basaltisch und verarmt an Elementen die sich schlecht in Kristallgitter integrieren lassen inkompatible Elemente Hierzu gehoren hauptsachlich rote Vulkane oder Schildvulkane Vulkane uber Subduktionszonen sind die sichtbarsten Vulkane Sie treten bei Plattenkollisionen auf an denen mindestens eine ozeanische Lithospharenplatte beteiligt ist Hier wird die ozeanische Kruste in den Mantel hinein befordert subduziert sofern ihre altersabhangige Dichte einen hinreichend hohen Wert erreicht hat Die abtauchende ozeanische Kruste wird in der Tiefe teilweise aufgeschmolzen da es aufgrund der hohen Wassergehalte in bestimmten Mineralen zu einer Erniedrigung der Solidus Temperatur des Schmelzbeginns kommt Das entstandene Magma steigt auf da es eine geringere Dichte hat als das umgebende Gestein und nahrt den Vulkanismus an der Oberflache Die entstehenden Vulkane werden aufgrund ihres lagigen Aufbaus als Schichtvulkane oder Stratovulkane bezeichnet Vulkane uber Hotspots sind selten da es weltweit zurzeit nur etwa 40 eindeutig bestimmte Hotspots gibt Ein Hotspot ist ein uber geologische Zeitraume als nahezu ortsfest anzusehender Aufschmelzungsbereich im Erdmantel unter der Lithosphare Die Lithospharenplatten schieben sich durch plattentektonische Mechanismen wahrend langer Zeitraume uber einen Hotspot hinweg Es bilden sich perlenschnurartig hintereinander neue Vulkane so als wurden sie sich durch die Kruste hindurchschweissen Bekanntestes Beispiel sind die Hawaii Inseln die grosste Insel Hawaiʻi die als jungste Vulkaninsel uber dem Hotspot liegt ist erst 400 000 Jahre alt wahrend die alteste der sechs Vulkaninseln Kauaʻi im Nordwesten bereits vor etwa 5 1 Millionen Jahren entstanden ist Beispiele fur diese seltene Art des Vulkanismus in Europa finden sich in der Ost und Westeifel Vulkaneifel dem Siebengebirge und in der Auvergne Auch unter Island befindet sich ein derartiger Hotspot 5 Im Sonnensystem Vulkanismus ist ein fur terrestrische Himmelskorper normales Phanomen Auf vielen Welten des Sonnensystems finden sich Spuren erloschenen Vulkanismus wie beispielsweise auf dem Erdmond oder dem Mars Vulkanisch aktivste Welt des Sonnensystems ist der Jupitermond Io Auf dem Saturnmond Enceladus wie auch dem Neptunmond Triton wurde Kryovulkanismus beobachtet Dagegen finden sich auf der in Masse Grosse und innerem Aufbau sehr erdahnlichen Venus nur wenige Hinweise fur derzeit aktiven Vulkanismus und keinerlei Anzeichen fur eine Plattentektonik Vorhersage von VulkanausbruchenSiehe auch Vulkanobservatorium Entstehung von Vulkanen an Plattengrenzen Ausbruch eines Vulkans Eruption am Stromboli Ob ein Vulkan endgultig erloschen ist oder vielleicht wieder aktiv werden kann interessiert besonders die Menschen die in der Umgebung eines Vulkans leben In jedem Fall hat ein Vulkanausbruch weitreichende Konsequenzen denn uber das personliche Schicksal hinaus werden Infrastruktur und Wirtschaft der betroffenen Region nachhaltig beeinflusst Daher ist es das vorrangige Forschungsziel Vulkanausbruche moglichst prazise vorhersagen zu konnen Fehlprognosen waren allein unter Kostengesichtspunkten verheerend Evakuierung Tausender von Menschen Stilllegung des gesamten Wirtschaftslebens u v m Trotz gewisser Gemeinsamkeiten gleicht kein Vulkan in seinem Ausbruchsverhalten dem anderen Demnach sind Beobachtungen uber Ruhephasen oder seismische Aktivitaten eines Vulkans kaum auf einen anderen ubertragbar Bei der Uberwachung von Vulkanen stehen generell funf Uberwachungsmethoden zur Verfugung die je nach Vulkan Charakteristik in unterschiedlicher Kombination eingesetzt werden die Aufzeichnung seismischer Aktivitat die geodatische Uberwachung der Topographie die Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veranderungen die Erfassung von oberflachennahen Temperaturerhohungen und die chemische Analyse aufsteigender vulkanischer Gase Aufzeichnung seismischer Aktivitat vulkanischer Tremor Ein Eruptionsprozess wird zunachst vom Aufstieg des Magmas eingeleitet Wenn das Magma auf vorgezeichneten oder neuen Bruchlinien Spalten oder Rissen zur Erdoberflache emporsteigt entstehen durch Spannungen im Umgebungsgestein und durch Entgasungsprozesse des Magmas charakteristische seismische Signale Gestein zerbricht dabei und Risse beginnen zu vibrieren Die Zerstorung von Gestein lost Erdbeben mit hoher Frequenz aus die Bewegung der Risse dagegen fuhrt zu niedrig frequenten Beben dem sogenannten vulkanischen Tremor Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln wird in der Regel ein Netz von ausserst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet Denn gerade die schwachen Erdbeben mit einer Starke von weniger als 1 sind haufig Anzeichen fur das Erwachen eines Vulkans Zum Beispiel wurden am betroffenen Sudwesthang des Atna in den 12 Stunden vor dem 1981er Ausbruch etwa 2800 kleinere Erdstosse durch die vor Ort installierten Seismometer als Tremor registriert Uber ein automatisches Ubertragungssystem wurden die Daten direkt zum Istituto Internazionale di Vulcanologia in Catania weitergeleitet Mit Hilfe moderner Technik werden Veranderungen der seismischen Aktivitat heute in Echtzeit ermittelt Strukturen und Vorgange unter der Erdoberflache konnen damit unmittelbar und exakt dargestellt und analysiert werden Geodatische Uberwachung Dringt Magma aus der Tiefe nach oben so konnen in bestimmten Bereichen des Vulkans Deformationen der Erdoberflache in Form von Aufbeulungen Absenkungen Neigungen Buckeln und Rissen entstehen Diese Deformationen konnen mit meist in Bohrlochern des Gesteins fest installierten Neigungsmessern Klinometern und Dehnungsmessern Extensometern vor Ort gemessen werden Diese Phanomene konnen aber auch schon mit einfachen Mitteln wie zum Beispiel mit einem Bandmass oder durch aufgespruhte Linien erkannt werden Anfang August 1982 hatten Geologen im Kraterboden des Mount St Helens viele schmale Bodenrisse entdeckt und sie mit Farblinien markiert Zwei Tage spater bereits waren die Linien deutlich gekrummt was eine Veranderung der Risse durch aufsteigendes Magma anzeigte Wenige Tage spater kam es zu einer heftigen Eruption des Vulkans Im Oktober 2004 wurde am Mount St Helens eine Aufbeulung einer Vulkanflanke von mehr als 100 m beobachtet die auch mit blossem Auge sichtbar war Eine komplexere und exaktere Methode zur Erfassung morphologischer Veranderungen ist zum Beispiel die Messung horizontaler Entfernungen mit Elektronischer Distanzmessung EDM Ein EDM kann elektromagnetische Signale senden und empfangen Die Wellenphase verschiebt sich dabei in Abhangigkeit von der Entfernung zwischen EDM und reflektierendem Objekt und gibt damit das Ausmass der entstandenen Verschiebung an EDMs haben Reichweiten bis zu 50 km und hohe Messgenauigkeiten von wenigen Millimetern Oberflachenveranderungen vor allem grosserer Gebiete und abgelegener Vulkane werden mit Hilfe von satellitengestutzten geodatischen Messverfahren beobachtet Da sich infolge von Deformationen des Gelandes auch Grundwasser und Oberflachenwasserstande relativ zueinander verandern konnen werden oft Grundwassermessstellen eingerichtet und in gewassernahen Gebieten Fluss und Seewasserpegel installiert Man setzt inzwischen auch Satellitenbilder zur Uberwachung von Vulkanen und deren Verformung bzw Aufwolbung ein Messung gravimetrischer und magnetometrischer Veranderungen Dringen heisse Gesteinsschmelzen in oberflachennahe Erdschichten so werden lokale Veranderungen im Schwerefeld beobachtet Diese ortlichen Veranderungen werden durch Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein verursacht Solche sogenannten mikrogravimetrischen Anomalien lassen sich mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern entdecken die an aktiven Vulkanen zum Einsatz kommen Beim Magma Aufstieg konnen auch lokale Anderungen des Magnetfeldes registriert werden die durch thermische Einwirkungen verursacht werden Bereits 1981 wurden am Sudhang des Atna und in etwa 20 km Entfernung zum Atna zwei magnetometrische Stationen mit automatischer Daten Fernubertragung in Betrieb genommen Erfassung von Temperaturerhohungen Der Aufstieg des etwa 1100 bis 1400 C heissen Magmas aus einer Magmakammer oder direkt aus dem oberen Erdmantel geht in erster Linie mit einer lokalen Temperaturerhohung des Nebengesteins einher Mit Hilfe ortsfester Stationen zur Temperaturmessung und durch Infrarot Aufnahmen von Satelliten aus konnen solche thermischen Aufheizungen festgestellt werden die durch oberflachennahe Stauung aufgedrungener Schmelzen entstehen Analyse aufsteigender Gase Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivitat Anderungen ihrer Menge ihrer Temperatur und ihrer chemischen Zusammensetzung sind fur die Vorhersage eines Vulkanausbruchs von grundlegender Bedeutung Generell sind die Schwankungen im Chemismus der Gase umso hoher je heisser die Gase sind und je reger die vulkanische Aktivitat ist Bei hohem Gasausstoss lasst sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres Absorptionsspektrums im sichtbaren Licht auch durch Fernerkundung bestimmen Typische vulkanische Gase sind hauptsachlich Wasserdampf Kohlendioxid Schwefeldioxid Schwefelwasserstoff Chlorwasserstoff Salzsaure ist die Losung in Wasser und Fluorwasserstoff Die geochemische Uberwachung erstreckt sich auch auf die Beobachtung von Grundwasser und von Quellen Denn unterirdisches Wasser wird oft von vulkanischen Gasen kontaminiert die dem Magma entweichen und sich im Boden ausbreiten Eine besondere Rolle spielen dabei Helium und Radon Beide Gase entstammen dem Erdmantel Steigt eine Magmakammer auf so erhohen sich auch die Gehalte dieser Gase So hat man zum Beispiel nach der Erdbebenkrise auf der griechischen Insel Nisyros 1996 begonnen die Gase und andere Faktoren genau zu uberwachen da man befurchtete es konne ein Vulkanausbruch bevorstehen Im Rahmen des EU Programms Geowarn haben sich europaische Universitaten zusammengeschlossen und beobachten Nisyros den Vesuv und andere potentiell gefahrliche Vulkane in Europa Vulkan Arenal Costa Rica Vulkan Kilimanjaro Tansania Kenia Vulkan Teide Teneriffa Spanien Im Rahmen der internationalen Dekade zur Schadensminimierung bei Naturkatastrophen 1990 2000 wurden 15 Vulkane weltweit als Forschungsobjekte ausgewahlt und kontinuierlich uberwacht darunter auch der Vesuv und der Atna Fazit Trotz der Vielzahl der Fruhwarnsysteme und vieler neuer Erkenntnisse auf diesem Gebiet wird sich bei Vulkanausbruchen eine gewisse Unberechenbarkeit nie ganz ausschalten lassen Parallel zur Vorhersage gefahrlicher Eruptionen sind Schutzmassnahmen Risiko und Handlungsplane Aufklarung der betroffenen Bevolkerung und gesetzliche Regelungen fur den Ernstfall notwendig Zusatzlich konnte es sich lohnen auch die Natur einer gefahrdeten Region genau zu beobachten Oft reagieren Tiere sensibler und verlassen ein gefahrdetes Gebiet weit vor einem Vulkanausbruch Grosster Vulkan der ErdeNature Geoscience veroffentlichte in seiner Septemberausgabe 2013 Vol 6 No 9 einen Artikel in dem Forscher das unterseeische Tamu Massiv ostlich von Japan fur den grossten Vulkan der Erde halten 6 Die von Forschern um William Sager University of Houston Texas USA 7 analysierten Gesteinsproben des Massivs stammen aus maximal 175 Metern Tiefe das Massiv erhebt sich mehrere Kilometer uber den Meeresboden Der schildformige unterseeische Berg konnte entstanden sein als an einer Stelle riesige Lavamengen austraten und beim Abkuhlen flache weit reichende Hange schufen Es handle sich wahrscheinlich um einen Einzelvulkan von 650 Kilometern Lange und 450 Kilometern Breite Vulkane in der MythologieFur fast alle Kulturen sind Vulkane der Sitz ihrer Gotter In der griechischen Mythologie ist die vulkanische Insel Limnos der Sitz des Feuergottes Hephaistos der Name Vulkan leitet sich vom romischen Vulcanus ab Auch in der aztekischen islandischen und vielen weiteren Kulturen spielen Vulkane eine zentrale Rolle in der Mythologie 8 In Hawaii wird der Vulkangottin Pele 9 besondere Verehrung zuteil In der Bibel erinnern mehrere Stellen an einen Vulkanausbruch unter anderem Ex 19 18 EU und Ex 20 18 EU Mehrere Forscher sehen unter anderem auch aufgrund dieser Beschreibungen in Jahwe Reste eines Vulkan Gottes Die heilige Agatha von Catania gilt als Helferin gegen Ausbruche des Atna Siehe auchListe von Vulkanen Liste grosser historischer Vulkanausbruche Vulkanischer Winter VulkanmuseumLiteraturHans Ulrich Schmincke Vulkanismus 3 uberarbeitete Auflage Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 2010 ISBN 978 3 89678 690 6 Joachim von der Thusen Schonheit und Schrecken der Vulkane Zur Kulturgeschichte des Vulkanismus WBG Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 2008 ISBN 978 3 534 20675 9 Gerd Simper Vulkanismus verstehen und erleben Feuerland Verlag Stuttgart 2005 ISBN 978 3 00 015117 0 Hans Pichler und Thomas Pichler Vulkangebiete der Erde Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2007 ISBN 978 3 8274 1475 5 Felix Frank Handbuch der 1350 aktiven Vulkane der Welt Ott Verlag Thun 2003 ISBN 3 7225 6792 0 Haack TaschenAtlas Vulkane und Erdbeben bearb von Harro Hess Klett Perthes Gotha 2003 ISBN 3 623 00020 5 Weblinks Commons Vulkane Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Vulkan Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Vulkane der Welt www swisseduc ch Stromboli online Vulkane der Welt Vulkanismus 100 faszinierende Vulkane der Welt Vulkanische Prozesse im Mineralienatlas Wiki Weltkarte mit Erdbeben lilafarbene Punkte Vulkanen rote Dreiecke und Plattengrenzen 2 545 kB PNG www volcano si edu Vulkaninformationen der Smithsonian Institution englisch Vulkanuberwachung EU Projekt Geowarn Geospatial Warning Systems Universitat Leipzig 2004 Zur Vorhersage von Vulkanausbruchen GEOSTAR Projekt Beispiel zur Uberwachung unterseeischer Vulkane ORF Artikel Wissenschaftliche Artikel NASA How Volcanoes Work englisch Einzelnachweise nach Simkin und Siebert 1994 Memento vom 15 Juni 2010 im Internet Archive Global Volcanism Program englisch vgl die Geologin Elisabeth Cottrell vom Smithsonian Institute hundreds of volcanoes on the seafloor may be erupting at any given minute 1 Zugriff 23 Mai 2010 Gerd Simper Vulkanismus verstehen und erleben Feuerland Verlag Stuttgart 2005 ISBN 978 3 00 015117 0 S 38 vgl H U Schmincke Vulkanismus Darmstadt 2000 S 85 William W Sager Jinchang Zhang Jun Korenaga Takashi Sano Anthony A P Koppers Mike Widdowson John J Mahoney An immense shield volcano within the Shatsky Rise oceanic plateau northwest Pacific Ocean hna de Supervulkan auf der Erde entdeckt http ocean tamu edu Sager Professor Oceanography and G amp G seit 1995 Leben mit Vulkanen William D Westervelt Hawaiian Legends of Volcanoes G H Ellis Press Boston MA 1916 S 174 Normdaten Sachbegriff GND 4128339 9 OGND AKS LCCN sh85144257 NDL 00565264 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Vulkan amp oldid 223123148, wikipedia, wiki, deutsches, deutschland,

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