Lavaröhre

Das Innere der Thurston Lava Tube im Hawaiʻi-Volcanoes-Nationalpark.

Lavaröhren (engl.: lava tubes; auch Lavahöhlen, Lavagrotten oder Lavatunnel) sind Höhlen, die sich an bestimmten Vulkanen durch Ströme relativ dünnflüssiger, basischer Lava bilden.

Entstehung

Schematische Darstellung der Entstehung einer Lavaröhre (Querschnitt).

Blick durch ein sogenanntes „Skylight“ in eine Lavaröhre während eines Ausbruches des Mauna Ulu (Kilauea, Hawaii).

Die wesentlichen Voraussetzungen für das Entstehen von Lavahöhlen sind Hangneigungswinkel von höchstens 5° sowie eine geringe Viskosität der Lava, d. h., die Lava muss relativ dünnflüssig sein und damit relativ schnell fließen können. Beide Voraussetzungen findet man vor allem an Schildvulkanen, wobei die Vulkanmorphologie unmittelbar mit der Viskosität der geförderten Lava zusammenhängt. Die Viskosität und auch die Temperatur der Lava wird wiederum bestimmt von ihrer chemischen Zusammensetzung. Dünnflüssige Laven, die Schildvulkane aufbauen, sind stets von basischer Zusammensetzung und bis zu 1200 °C heiß.

Eine Lavaröhre entsteht, wenn diese dünnflüssige Lava während eines Ausbruches in einer Art Rinne den Vulkanhang hinabfließt. Da die Fließgeschwindigkeit und die Temperatur der Lava an den Rändern und vor allem an der Oberfläche des Lavastroms am geringsten ist, erstarrt die Lava dort zuerst. So wächst ausgehend von den Rändern der Lavarinne eine Art Dach über dem Lavastrom. Unterhalb des „Daches“ fließt die Lava weiter, solange der Vulkan Nachschub liefert. Nach Ende des Ausbruches ebbt der Lavazustrom ab und der Pegel in der Röhre sinkt, weil die Lava aufgrund ihrer geringen Zähigkeit weiter hangabwärts abfließt. Nachdem die restliche Lava erstarrt und erkaltet ist, bleibt schließlich ein Hohlraum zurück.

Die Breite einer solchen Röhre kann auf der Erde mehr als 30 m betragen, die Höhe bis zu 15 m und die Länge bisweilen mehr als 50 km. Strukturen auf anderen Himmelskörpern, die als Lavaröhren oder deren Reste gedeutet werden, erreichen noch größere Dimensionen (siehe unten). Auf Vulkaninseln können sich Lavahöhlen auch bis unterhalb des Meeresspiegels erstrecken. Da die Decken der Röhren unterschiedlich dick sind, kann es, gegebenenfalls ausgelöst durch nachfolgende Erosion, aus statischen Gründen zum Einsturz derselben kommen. Bisweilen stürzen bereits kleine Bereiche der Decke ein, noch während der Ausbruch im Gange ist und die Lava noch fließt. Die eng begrenzten Öffnungen, die dabei entstehen, werden auf englisch skylights („Oberlichter“, „Dachfenster“) genannt.

Vorkommen

Eingang zu einer Lavahöhle am Piton Chisny, einem Nebenkrater des Piton de la Fournaise auf Réunion

Ein als Skylight interpretiertes 130 m breites Loch in der Mondoberfläche des Mare Ingenii. Anders als die Öffnung in den Marius Hills (siehe Text), ist diese Öffnung nicht mit einer „Rille“ assoziiert.

Dieser mögliche Kandidat für ein Skylight einer Lavaröhre ist etwa 35 m breit und befindet sich an der Nordflanke des Pavonis Mons, des mittleren der drei großen Schildvulkane der Tharsis-Region auf dem Mars. Offensichtlich hatte sich vor Bildung des Skylights eine große Menge Lockermaterial angesammelt, das in die aktuell etwa 20 m tiefe Höhle nachgesackt ist.

Erde

In der Regel finden sich Lavahöhlen auf der Erde nur an aktiven sowie an zwar inaktiven aber geologisch relativ jungen Vulkanen, an denen jeweils die dazu nötigen Voraussetzungen (siehe oben) gegeben sind. Besonders zahlreich sind sie deshalb auf Hawaii. Die Thurston Lava Tube ist ein Exemplar, das zu den Attraktionen des Hawaiʻi-Volcanoes-Nationalpark gehört und die Kazumura Cave gilt mit 65,5 km als längste einzelne Lavaröhre der Welt. Generell bieten ozeanische Vulkaninseln – nicht jedoch die Inseln vulkanischer Inselbögen – günstige Bedingungen für die Entstehung von Lavaröhren. Daher kommen sie u. a. auch auf Réunion und auf den Galapagos-Inseln vor.

In Europa gibt es vor allem auf Island sehr viele Lavahöhlen, wie zum Beispiel Surtshellir und Viðgelmir. Die Lavahöhlen am Ätna auf Sizilien gelten als die einzigen auf dem europäischen Festland. Auch auf den Kanarischen Inseln gibt es Lavaröhren. Die mit 17 km längste dieser Röhren, die Cueva del Viento auf Teneriffa, ist gleichzeitig auch die längste Lavaröhre auf dem Territorium der Europäischen Union. Auf Lanzarote sind die Cueva de los Verdes und die Jameos del Agua öffentlich zugänglich, bei denen es sich um Abschnitte des Lavatunnelsystems des Monte Corona-Vulkans handelt. Ebenso die Cueva del Llano auf Fuerteventura, die keinem noch bestehenden Vulkanbau mehr zugeordnet werden kann.

Im australischen Undara-Nationalpark befindet sich ein sehr ausgedehntes fossiles Lavaröhrensystem. Es gehört zum bereits vor rund 190.000 Jahren erloschenen Undara-Vulkan und ist über 100 km lang. 69 der Lavaröhren sind begehbar. In 8 dieser Röhren (Stand 2008) finden Führungen für Touristen statt. 300 sind eingestürzt. Die längste begehbare Höhle ist knapp 1 km lang.

Mond

Schon seit den späten 1960er Jahren werden die geschwungenen Formen der als „Rillen“ (Rimae) bezeichneten langgezogenen Eintiefungen auf der von basaltischem Vulkanismus geprägten erdzugewandten Seite des Mondes als alte Lavaströme bzw. zumindest teilweise kollabierte Lavaröhren gedeutet. Im Jahre 2009 gelang schließlich eine Entdeckung, die diese Interpretation zu bestätigen scheint: In den Marius Hills im Oceanus-Procellarum-Becken befindet sich ein etwa 65 Meter großes Loch in einer der Rillen. Das Loch ist wahrscheinlich ein Pendant zu den irdischen Skylights und entstand, als ein Teil der Decke der entsprechenden Lavaröhre einstürzte.

Den Lavatunneln auf dem Mond wird im Hinblick auf die Errichtung bemannter Mondbasen eine besondere Bedeutung beigemessen, da sie u. a. Schutz vor Mikrometeoriten, Sonnenstrahlung, kosmischer Strahlung und kosmischer Kälte bieten.

Mars

Der Mars ist geprägt von basaltischem Vulkanismus und weist mit Olympus Mons den größten Schildvulkan des Sonnensystems auf. Auch vom Mars sind Strukturen bekannt, die den geschwungenen Rimae der Mondoberfläche stark ähneln und die zudem an den Flanken von Schildvulkanen auftreten. Schließlich sind an der Nordflanke des Arsia Mons, des südlichen der drei großen Schildvulkane der Tharsis-Region, Löcher in der Marsoberfläche entdeckt worden, bei denen es sich um Skylights von Lavaröhren handeln könnte, zumal sie auf einer Linie mit zahlreichen anderen Einbruchsstrukturen liegen, deren unmittelbar unterlagernder Hohlraum jedoch komplett mit Lockermaterial verfüllt zu sein scheint.

Ähnlich wie die Lavaröhren auf dem Mond, gelten auch jene des Mars’ als potenzielle Standorte für permanente bemannte Stationen auf dem Planeten.

Lavaröhre Santa Cruz, Galápagos El Chato Reserve, Santa Cruz Highlands,.

Weblinks

Commons: Lavaröhren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Liste der weltweit längsten Lavaröhren Private Website von Bob Gulden (englisch)
• Down the Lunar Rabbit-hole Artikel auf NASA Science News vom 12. Juli 2010, basierend auf dem Aufsatz von Haruyama et al. (2009) einschließlich entsprechender Abbildungen (englisch)
• Lava tubes on Pavonis Mons Artikel in der Rubrik Mars Express auf der offiziellen Website der ESA vom 23. Mai 2006 über Lavaröhren mit großflächig eingestürzten Decken an der Südwestflanke des Pavonis Mons (englisch)