Wer zum ersten Mal einen Lavastrom aus der Nähe sieht, merkt schnell, dass die Zahl auf einem Thermometer nur einen Teil der Geschichte erzählen würde. Selbst aus sicherer Entfernung wirkt die Lava nicht einfach wie „sehr heißes Gestein“. Sie glüht, bewegt sich zäh durch die Landschaft und verändert ihre Farbe, während sie langsam abkühlt. Bei Bildern aus Hawaii oder von isländischen Vulkanausbrüchen fällt besonders das intensive Orange auf. Genau dieses Leuchten ist ein ziemlich guter Hinweis darauf, in welcher Größenordnung sich die Temperatur bewegt.
Die kurze Antwort auf die Frage nach der Temperatur lautet: Lava liegt normalerweise ungefähr zwischen 700 und 1.200 Grad Celsius. Damit ist aber noch nicht erklärt, warum manche Lavaströme eher dunkelrot erscheinen und andere fast gelblich-weiß glühen. Auch der Begriff „Lava im Vulkan“ führt leicht zu einer kleinen Verwechslung, denn im Inneren eines Vulkans spricht man zunächst von Magma. Erst wenn dieses geschmolzene Gestein an die Erdoberfläche gelangt, wird daraus Lava.
Von Magma zu Lava: Der Unterschied steckt im Ort
Das klingt nach einer Kleinigkeit, ist für das Verständnis der Temperaturen aber wichtig. Magma befindet sich unterhalb der Erdoberfläche, häufig in größeren Tiefen innerhalb der Erdkruste oder des oberen Erdmantels. Es besteht nicht nur aus flüssigem Gestein. Je nach Zusammensetzung können darin auch Kristalle und gelöste Gase enthalten sein. Sobald das Material bei einem Ausbruch austritt und unter den atmosphärischen Bedingungen an der Oberfläche weiterfließt, sprechen Geologen von Lava.
Die Temperatur ändert sich dabei nicht schlagartig. Ein Lavastrom kann den Vulkan mit einer Temperatur verlassen, die noch deutlich über tausend Grad Celsius liegt, und beginnt sofort Wärme an die Umgebung abzugeben. Luft, Boden, Wasser und bereits erstarrte Lava wirken dabei als Kühlflächen. Besonders eindrucksvoll ist das bei einem Lavastrom, der sich über mehrere hundert Meter oder sogar Kilometer bewegt. An der Oberfläche kann sich relativ schnell eine dunkle Kruste bilden, während darunter weiterhin glühend heißes Material fließt.
Warum Lava überhaupt so heiß ist
Die Ursache liegt tief in der Erdgeschichte und letztlich in der Wärme des Erdinneren. Ein Teil dieser Wärme stammt aus der Entstehungszeit unseres Planeten, als bei der Bildung der Erde enorme Energiemengen frei wurden. Hinzu kommt bis heute die Wärme, die durch den Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren entsteht. Diese Energie sorgt dafür, dass große Bereiche des Erdinneren über geologische Zeiträume hinweg heiß bleiben.
Allerdings darf man sich den Untergrund nicht wie einen riesigen See aus flüssigem Gestein vorstellen. Der größte Teil des Erdmantels ist fest, obwohl er sich über sehr lange Zeiträume verformen und bewegen kann. Magma entsteht dort, wo bestimmte Bedingungen dazu führen, dass Gestein teilweise aufschmilzt. Das kann beispielsweise durch Druckentlastung beim Aufsteigen von heißem Mantelmaterial geschehen oder durch Veränderungen der chemischen Zusammensetzung, etwa wenn Wasser in den Untergrund gelangt.
Interessant ist dabei ein Punkt, der bei einfachen Erklärungen häufig verloren geht: Gestein muss nicht vollständig schmelzen, damit Magma entsteht. Schon ein relativ kleiner Anteil geschmolzenen Materials kann sich von den festen Bestandteilen trennen und aufsteigen. Die genaue Temperatur hängt deshalb stark von der Zusammensetzung und vom Entstehungsort des Magmas ab.
700 oder 1.200 Grad: Warum es keine einzige „Lavatemperatur“ gibt
Wenn man verschiedene Vulkane miteinander vergleicht, stößt man schnell auf deutlich unterschiedliche Temperaturbereiche. Basaltische Lava ist meist besonders heiß und kann beim Austritt Temperaturen von ungefähr 1.100 bis 1.200 °C erreichen. Solche Laven sind relativ arm an Siliziumdioxid und dadurch vergleichsweise dünnflüssig. Sie können über größere Entfernungen fließen, bevor sie vollständig erstarren.
Andere Laven sind deutlich zähflüssiger und treten bei niedrigeren Temperaturen aus. Rhyolithische Lava kann beispielsweise nur ungefähr 700 bis 900 °C heiß sein. Der scheinbare Widerspruch ist bemerkenswert: Weniger Temperatur bedeutet hier nicht automatisch weniger dramatische Vulkanaktivität. Die chemische Zusammensetzung beeinflusst die Viskosität sehr stark. Eine zähflüssige Lava kann sich nur langsam bewegen und trotzdem enorme Kräfte und Gefahren entwickeln.
Auch die Farbe ist kein zuverlässiges Thermometer für sich allein. Sehr heiße Lava strahlt im sichtbaren Bereich intensiv und erscheint gelblich bis orange. Kühlt sie ab, verschiebt sich die sichtbare Strahlung zunehmend in Richtung dunkler Rot- und schließlich Schwarztöne. Eine schwarze Oberfläche kann deshalb bereits relativ stark abgekühlt sein, während wenige Zentimeter darunter noch Material mit Temperaturen von vielen hundert Grad Celsius fließt.
Was das Leuchten über die Temperatur verrät
Bei Nacht lässt sich dieser Effekt besonders gut beobachten. Ein Lavastrom, der tagsüber fast schwarz wirkt, kann nach Sonnenuntergang plötzlich deutlich rot oder orange erscheinen. Das hat nichts damit zu tun, dass die Lava nachts heißer wird. Das menschliche Auge nimmt das Leuchten nur viel besser wahr, wenn das Umgebungslicht fehlt.
Physikalisch betrachtet sendet jeder Körper Wärmestrahlung aus. Mit steigender Temperatur nimmt nicht nur die Intensität der Strahlung zu, sondern auch der Anteil der Strahlung, den wir als sichtbares Licht wahrnehmen. Deshalb beginnt ein stark erhitztes Metallstück irgendwann rot zu glühen. Bei Lava funktioniert das nach demselben grundlegenden Prinzip.
Für Vulkanologen sind solche Strahlungsdaten durchaus praktisch. Wärmebildkameras können Temperaturen über große Entfernungen erfassen, ohne dass jemand unmittelbar an den Lavastrom herangehen muss. Dabei wird allerdings nicht einfach ein Thermometer in die Lava gehalten. Die Messung über Wärmestrahlung muss unter anderem berücksichtigen, wie die Oberfläche beschaffen ist und aus welcher Entfernung beobachtet wird.
Warum Lava an der Oberfläche nicht sofort fest wird
Bei Temperaturen um tausend Grad würde man zunächst erwarten, dass die Lava innerhalb weniger Minuten erstarrt. Tatsächlich ist der Vorgang komplizierter. Gestein besitzt eine beträchtliche Wärmekapazität, und ein Lavastrom kann eine große Menge thermischer Energie speichern. Hinzu kommt, dass die Wärme aus dem Inneren nicht beliebig schnell an die Oberfläche gelangt.
Deshalb bildet sich bei manchen Lavaströmen zuerst eine feste Kruste. Unter dieser Kruste kann weiterhin flüssige Lava unterwegs sein. Manchmal entsteht dadurch etwas, das von außen fast wie ein schwarzer, unbeweglicher Gesteinsstrom aussieht, während im Inneren noch rotglühendes Material fließt. Bricht die Kruste auf, wird das darunterliegende Magma sichtbar und kann erneut austreten.
Die Abkühlung hängt außerdem stark von der Umgebung ab. Ein Lavastrom, der sich über trockenen Boden bewegt, verliert Wärme anders als Lava, die ins Meer gelangt. Beim Kontakt mit Wasser entstehen extreme Temperaturunterschiede. Die äußere Schicht kann sehr schnell erstarren, während das Innere zunächst weiterhin flüssig bleibt.
Kann Lava mehr als 1.200 Grad heiß werden?
Ja, allerdings muss man hier zwischen typischen Temperaturen gewöhnlicher Lavaströme und außergewöhnlichen vulkanischen Situationen unterscheiden. Die häufig genannten Werte von etwa 700 bis 1.200 °C beschreiben einen großen Teil der an der Oberfläche beobachteten Laven. Bestimmte Magmen können jedoch höhere Temperaturen erreichen, insbesondere wenn ihre Zusammensetzung und ihre Entstehungsbedingungen dies ermöglichen.
Entscheidend ist auch die Frage, was genau gemessen wird. Eine glühende Oberfläche, ein flüssiger Bereich darunter oder das Magma in einer tieferen Magmakammer müssen nicht dieselbe Temperatur haben. Außerdem verändert sich die Temperatur während des Aufstiegs, wenn Druck und Gasgehalt sich ändern. Deshalb ist eine einzelne Zahl für „die Temperatur eines Vulkans“ physikalisch wenig sinnvoll.
Bei einem Vulkanausbruch kommt noch ein weiterer Faktor hinzu: Die Lava ist nicht überall gleich heiß. Direkt am Austrittsbereich kann sie deutlich heißer sein als an der mehrere Stunden alten Front eines Lavastroms. Schon innerhalb eines einzigen Stroms können dadurch große Temperaturunterschiede auftreten.
Warum flüssige Lava nicht dasselbe ist wie geschmolzenes Metall
Ein Vergleich mit einer Gießerei hilft manchmal, führt aber auch in die Irre. Stahl schmilzt beispielsweise bei Temperaturen von ungefähr 1.400 bis 1.500 °C, also deutlich oberhalb vieler Lavaströme. Das bedeutet jedoch nicht, dass Lava harmlos wäre. Ihre Temperatur reicht ohne Weiteres aus, um organisches Material sofort zu entzünden oder Wasser explosionsartig zu verdampfen.
Bei der Gefahr eines Lavastroms spielt außerdem nicht nur die Temperatur eine Rolle. Die enorme Wärmemenge, die ein großer Strom mit sich führt, ist entscheidend. Dazu kommen giftige oder reizende vulkanische Gase, instabiler Untergrund und die Tatsache, dass die Bewegungsrichtung eines Lavastroms von Geländeform und Fördermenge abhängt.
Gerade der Blick auf die Oberfläche kann deshalb täuschen. Eine dunkle, bereits feste Kruste sieht beinahe wie gewöhnliches Gestein aus. Wer nicht weiß, dass darunter noch sehr heißes Material liegen kann, unterschätzt die Situation leicht. Selbst lange nach dem Ende eines Ausbruchs können bestimmte Bereiche noch erhebliche Restwärme speichern.
Die Farbe der Lava und was man daraus ablesen kann
Bei Nacht lässt sich grob beobachten, wie sich das Erscheinungsbild mit sinkender Temperatur verändert. Sehr heiße Lava kann gelblich oder hellorange wirken. Mit zunehmender Abkühlung wird das Leuchten dunkler und rötlicher, bis für das menschliche Auge schließlich kaum noch sichtbares Glühen übrig bleibt.
Eine grobe Orientierung sieht dabei so aus:
- Sehr heiße Lava: häufig gelblich bis hellorange und mit starker sichtbarer Strahlung.
- Heißer, aber bereits abkühlender Lavastrom: meist deutlich orange oder rot, insbesondere bei Dunkelheit.
- Weiter abgekühlte Oberfläche: überwiegend dunkelrot, dunkelgrau oder schwarz, obwohl das Innere noch wesentlich heißer sein kann.
Diese Farben sollte man allerdings nicht als präzise Temperaturangaben verwenden. Zusammensetzung, Oberflächenbeschaffenheit, Beleuchtung und sogar die Kameraeinstellungen beeinflussen den Eindruck. Ein Foto kann deshalb dramatischer oder weniger dramatisch aussehen, als es die tatsächliche Temperatur vermuten lässt.
Was mich an der Temperatur von Lava besonders fasziniert
Bei diesem Thema beeindruckt mich weniger die Zahl von tausend Grad als die Geschwindigkeit, mit der sich ein scheinbar unzerstörbares Material wieder in einen festen Bestandteil der Landschaft verwandelt. Der Übergang geschieht nicht wie ein Schalter. Erst glüht die Oberfläche, dann bildet sich eine dünne Kruste, darunter bleibt das Material beweglich, und schließlich entsteht Stück für Stück neues Gestein.
Das ist vielleicht die anschaulichste Seite der Vulkanologie: Ein Lavastrom zeigt unmittelbar, dass Gestein kein unveränderliches Material ist. Unter den richtigen Bedingungen kann es schmelzen, fließen und später wieder erstarren. Die Landschaft, die für uns normalerweise über Jahrhunderte unverändert aussieht, wird dabei für kurze Zeit zu einem Ort, an dem geologische Prozesse direkt sichtbar werden.
Wenn man also fragt, wie heiß Lava im Vulkan ist, beginnt die Antwort mit einer Zahl, endet dort aber nicht. Meist bewegen wir uns bei oberflächlich austretender Lava grob im Bereich von 700 bis 1.200 °C. Dahinter stehen jedoch Druck, Gesteinszusammensetzung, gelöste Gase, Wärmeübertragung und die Geschichte des Magmas. Das eigentliche Erstaunliche ist vielleicht, dass diese extreme Hitze nicht nur etwas zerstört. Sie schafft gleichzeitig neues Gestein – und damit einen kleinen, sichtbaren Abschnitt des langen Kreislaufs, durch den unser Planet seine Oberfläche immer wieder verändert.
Grafiken und Fotos: Magnific.com
Ungewöhnliche Rekorde, vergessene Geschichten und Fragen, die plötzlich aus dem Nichts auftauchen, landen besonders schnell auf dem redaktionellen Schreibtisch. Am meisten Spaß machen Fakten, bei denen nach dem Lesen nur ein erstauntes „Echt jetzt?“ bleibt.