Transfer von festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen aus Vulkanen in die Atmosphäre

Die häufigsten vulkanischen Volatilen sind H2O, CO2, SO3 und Halogene. Zusammensetzung, Menge und Injektionsraten von vulkanischen Gasen und Partikeln in die Troposphäre und Stratosphäre hängen ab von der chemischen Zusammensetzung eines Magmas, dem plattentektonischen Milieu sowie Eruptionsmechanismen und Eruptionsraten. Über 90% der eruptierten Magmen sind basaltischer Zusammensetzung mit niedriger Viskosität, relativ geringen Volatilengehalten und meist niedrigen Eruptionsraten sowie wenig explosiven Eruptionen überwiegend entlang der mittelozeanischen Rücken in großen Wassertiefen. Magmen in Inselbögen und Subduktionszonen an Kontinenträndern sind H2O-reich, in anderen plattentektonischen Milieus überwiegt in basaltischen Magmen CO2. In mafischen Magmen ist CO2 schlecht löslich und kann daher schon mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche als Gasphase aus einem Magma entweichen. Felsische (hochdifferenzierte) Magmen, H2O-reich und CO2-arm, eruptieren oft hochexplosiv, insbesondere an Subduktionszonen, und mit hohen Eruptionsraten, z.B. El Chichón (Mexiko, 1982) und Pinatubo (Philippinen, 1991). Ihre Eruptionssäulen (Gas-/Partikelgemische) können bis ca. 40 km Höhe erreichen und sind Hauptlieferant der in die Stratosphäre injizierten Gasmengen

Volatiles in submarine glasses as a discriminant of tectonic origin: application to the Troodos ophiolite

ISOTOPE ratios and concentrations of incompatible trace elements are remarkably successful in discriminating the tectonic origin and magmatic source components for basalts1–5. But problems remain with discriminating the tectonic origin of some tholeiites, especially where field relations and other geological evidence are ambiguous. For example, the tectonic origin of basalts from the Troodos ophiolite (Cyprus) has been debated for several decades. Most workers have been unable to distinguish between an island-arc and/or back-arc origin for the ophiolite6–8. Here we use volatile, K2O and TiO2 contents from ∼250 fresh submarine volcanic glasses to discriminate between tholeiites from different tectonic regimes. K2O÷H2O ratios are lower (<0.70) in spread ing-centre glasses than in those from island arcs and intraplate oceanic islands. Back-arc-basin basalts can generally be separated from mid-ocean-ridge basalts by their high H2O contents. Using this information, we show that some fresh glasses from the Troodos ophiolite have a clear back-arc-basin affinity