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Vulkan (німецька мова) - Реферат

?berwachung der Topographie, die Messung gravimetrischer und magnetometrischer Ver?nderungen, die Erfassung von oberfl?chennahen Temperaturerh?hungen und die chemische Analyse aufsteigender vulkanischer Gase.
Aufzeichnung seismischer Aktivit?t
Ein Eruptionsprozess wird zun?chst vom Aufstieg des Magmas eingeleitet. Wenn das Magma auf vorgezeichneten oder neuen Bruchlinien, Spalten oder Rissen zur Erdoberfl?che emporsteigt, entstehen durch Spannungen im Umgebungsgestein und durch Entgasungsprozesse des Magmas charakteristische seismische Signale. Gestein zerbricht dabei und Risse beginnen zu vibrieren. Die Zerst?rung von Gestein l?st Erdbeben mit hoher Frequenz aus, die Bewegung der Rissedagegen f?hrt zu niedrig frequenten Beben, dem so genannten vulkanischen Tremor.
Um Tiefe und Herd der vulkanischen Beben zu ermitteln, wird in der Regel ein Netz von ?u?erst empfindlichen Seismometern rund um den Vulkan eingerichtet. Denn gerade die schwachen Erdbeben, die eine St?rke von weniger als 1 haben, sind h?ufig Anzeichen daf?r, dass ein Vulkan aktiv wird. Zum Beispiel wurden am betroffenen S?dwesthang des ?tna in den 12 Stunden vor dem 1981er Ausbruch etwa 2.800 kleinere Erdst??e durch die vor Ort installierten Seismometer als Tremor registriert. ?ber ein automatisches ?bertragungssystem wurden die Daten direkt zum Istituto Internazionale di Vulcanologia in Catania weitergeleitet. Mit Hilfe moderner Technik werden Ver?nderungen der seismischen Aktivit?t heute in Echtzeit ermittelt. Strukturen und Vorg?nge unter der Erdoberfl?che k?nnen damit unmittelbar und exakt dargestellt und analysiert werden.
Geod?tische ?berwachung
Dringt Magma aus der Tiefe nach oben, so k?nnen in bestimmten Bereichen des Vulkans Deformationen der Erdoberfl?che in Form von Aufbeulungen, Absenkungen, Neigungen, Buckeln und Rissen entstehen. Diese Deformationen k?nnen mit meist in Bohrl?chern des Gesteins fest installierten Neigungsmessern (Klinometern) und Dehnungsmessern (Extensiometern) vor Ort gemessen werden. Diese Ph?nomene k?nnen aber auch schon mit einfachen Mitteln wie zum Beispiel mit einem Bandma? oder durch aufgespr?hte 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 sp?ter bereits waren die Linien deutlich gekr?mmt, was eine Ver?nderung der Risse durch aufsteigendes Magma anzeigte. Wenige Tage sp?ter 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 blo?em Auge sichtbar war.
Eine komplexere und exaktere Methode zur Erfassung morphologischer Ver?nderungen 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 Abh?ngigkeit von der Entfernung zwischen EDM und reflektierendem Objekt und gibt damit das Ausma? der entstandenen Verschiebung an. EDMs haben Reichweiten bis zu 50 km und hohe Messgenauigkeiten von wenigen Millimetern. Oberfl?chenver?nderungen vor allem gr??erer Gebiete und abgelegener Vulkane werden mit Hilfe von satellitengest?tzten geod?tischen Messverfahren beobachtet.
Da sich in Folge von Deformationen des Gel?ndes auch Grundwasser- und Oberfl?chenwasserst?nde relativ zu einander ver?ndern k?nnen, werden oft Grundwassermessstellen eingerichtet und in gew?ssernahen Gebieten Fluss- und Seewasserpegel installiert.
Messung gravimetrischer und magnetometrischer Ver?nderungen
Dringen hei?e Gesteinsschmelzen in oberfl?chennahe Erdschichten, so werden lokale Ver?nderungen im Schwerefeld beobachtet. Diese ?rtlichen Ver?nderungen werden durch Dichteunterschiede zwischen Magma und Umgebungsgestein verursacht. Solche so genannten mikrogravimetrischen Anomalien lassen sich mit Hilfe von hoch empfindlichen Gravimetern entdecken, die an aktiven Vulkanen zum Einsatz kommen.
Beim Magma-Aufstieg k?nnen auch lokale ?nderungen des Magnetfeldes registriert werden, die durch thermische Einwirkungen verursacht werden. Bereits 1981 wurden am S?dhang des ?tna und in etwa 20 km Entfernung zum ?tna zwei magnetometrische Stationen mit automatischer Daten-Fern?bertragung in Betrieb genommen.
Erfassung von Temperaturerh?hungen
Der Aufstieg des etwa 1.200 °C hei?en Magmas aus einer Magmakammer oder direkt aus dem oberen Erdmantel geht in erster Linie mit einer lokalen Temperaturerh?hung des Nebengesteins einher. Mit Hilfe ortsfester Stationen zur Temperaturmessung und durch Infrarot-Aufnahmen von Satelliten aus k?nnen solche thermischen Aufheizungen festgestellt werden, die durch oberfl?chennahe Stauung aufgedrungener Schmelzen entstehen.
Analyse aufsteigender Gase
Eruptive Gase sind die Haupttriebkraft der vulkanischen Aktivit?t. ?nderungen ihrer Menge, ihrer Temperatur und ihrer chemischen Zusammensetzung sind f?r die Vorhersage eines Vulkanausbruchs von grundlegender Bedeutung. Generell sind die Schwankungen im Chemismus der Gase um so h?her, je hei?er die Gase sind und je reger die vulkanische Aktivit?t ist. Bei hohem Gasaussto? l?sst sich die Konzentration gewisser Gase mit Hilfe ihres Absorptionsspektrums im sichtbaren Licht auch durch Fernerkundung bestimmen. Die geochemische ?berwachung 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.
Vulkan Kilimanjaro, Tansania/Kenia
Im Rahmen der internationalen Dekade zur Schadensminimierung bei Naturkatastrophen (1990-2000) wurden 15 Vulkane weltweit als Forschungsobjekte ausgew?hlt und kontinuierlich ?berwacht, darunter auch der Vesuv und der ?tna.
Trotz der Vielzahl der Fr?hwarnsysteme und vieler neuer Erkenntnisse auf diesem Gebiet wird sich bei Vulkanausbr?chen eine gewisse Unberechenbarkeit nie ganz ausschalten lassen. Parallel zur Vorhersage gef?hrlicher Eruptionen sind Schutzma?nahmen, Risiko- und Handlungspl?ne, Aufkl?rung der betroffenen Bev?lkerung und gesetzliche Regelungen f?r den Ernstfall notwendig.
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