Schwimmende Steine

Inseln aus Vulkanschaum

Von Horst Rademacher
 - 12:08

Die schwimmenden Steine von Kreta sind schon seit mehr als 3000 Jahren bekannt. Es handelt sich um Bims, der auch heute immer wieder von der nahegelegenen Vulkaninsel Santorini herangeschwemmt wird. Mit einer Dichte, die geringer ist als die von Wasser, ist der vulkanische Bims das einzige Gestein, das auf der Wasseroberfläche schwimmen kann. Nach schweren Vulkanausbrüchen können riesige, auf dem Meer schwimmende Inseln aus Bims entstehen. Diese sogenannten Bimssteinflöße stellen eine Gefahr für die Schifffahrt dar. So saßen noch viele Jahre nach der gewaltigen Eruption des Tamboras auf der indonesischen Insel Sumbawa im Jahre 1815 Segelschiffe im Indischen Ozean oft tagelang in solchen dichten Bimssteinflößen fest. Ungeklärt war aber bisher die Frage, warum Bims auch nach längerer Zeit im Wasser nicht untergeht. Wissenschaftler aus Berkeley haben nun herausgefunden, warum sich Bimsstein nicht wie ein Schwamm mit Wasser vollsaugt und dann versinkt.

Längst nicht jeder Vulkan ist in der Lage, Bims zu erzeugen. Dieses äußerst poröse Gestein entsteht nur bei besonders explosiven Ausbrüchen, bei denen zähflüssige Lava durch Wasserdampf und vulkanische Gase aufgeschäumt wird. Wenn diese schaumige Masse aus einem Vulkanschlot entweicht, kühlt sie rasch ab, und es entsteht der poröse Bims. Vulkane mit dünnflüssiger Lava, wie jene auf Hawaii, produzieren dagegen keinen Bims. Bei der Eruption jenes Vulkans in der Osteifel vor etwa 11.000 Jahren, der den Laacher See schuf, entstanden im Rheintal meterdicke Bimsschichten. Das Gestein wird heute im Neuwieder Becken im Tagebau als wärmedämmender Baustoff gefördert.

Weil Bims sich beim Kontakt mit Wasser nicht wie ein Schwamm vollsaugt, hatten Geologen lange Zeit angenommen, dass die Poren im Bims zum größten Teil geschlossen sind und das Gestein deshalb wie eine Flaschenpost auf der Meeresoberfläche treiben kann. Dem widersprachen aber die Ergebnisse von detaillierten Untersuchungen der zum Teil mikroskopisch kleinen Porenräume von Bims. Dabei stellte sich nämlich heraus, dass die Poren alle offen und zudem miteinander verbunden sind. Dementsprechend sollte sich Bims wie ein Schwamm verhalten und rasch im Wasser versinken.

Auf dem Bimssteinfloß durch den Pazifik

Einer Forschergruppe um Kristen Fauria und Michael Manga von der University of California in Berkeley ist es nun gelungen, dieses Paradoxon zu erklären. Dazu untersuchten sie Bimssteine verschiedener Vulkane mit einer Röntgentomographie. Mit diesem Verfahren können die inneren Porenräume von Bims nicht nur dreidimensional abgebildet werden. Die Bilder zeigen auch, ob die Poren noch vulkanische Gase enthalten. Diese Analysen sind mit herkömmlichen, in der Medizin genutzten Computertomographen nicht möglich. Deshalb verwendeten Fauria und ihre Kollegen das intensive Röntgenlicht des Elektronensynchrotrons auf dem Gelände des Lawrence Berkeley Laboratorium. Wie die Forschergruppe in den „Earth and Planetary Science Letters“ berichtet, untersuchten sie sowohl trockene als auch nasse Bimsproben bei verschiedenen Temperaturen.

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Es stellte sich heraus, dass die Porenöffnungen im Bims extrem klein sind. Werden sie von Wasser benetzt, bildet das Wasser aufgrund seiner Oberflächenspannung einen Film, der das in den Poren enthaltene Gas einschließt und damit das Vollsaugen verhindert. Allerdings steht dem ein wesentlich länger anhaltender Vorgang gegenüber: Das Gas diffundiert allmählich durch die Wasseroberfläche und entweicht, was die Dichte des Gesteins steigert und es somit sinken lässt Diese Diffusion kann aber Jahre dauern, was wiederum die Langlebigkeit der im Meer treibenden Bimssteinteppiche erklärt.

Die jüngsten Untersuchungen sind nicht nur für die Vulkanologie von Interesse. Im Meer treibende Bimssteinflöße können weite Strecken zurücklegen. Beispielsweise blieb die schwimmende Bimssteininsel, die im Jahre 1952 beim Ausbruch des Vulkans Barcena auf der Isla San Benedicto vor der Pazifikküste Mexikos entstand, 560 Tage lang intakt und wurde dabei von Wind und Strömungen fast 9000 Kilometer weit über den Stillen Ozean getragen. Im Laufe der Zeit begannen Algen, Krebse und Schnecken das Bimssteinfloß zu bevölkern und trieben mit. Nach Meinung vieler Biologen haben derartige langlebigen Bimssteininseln erheblich zur Verbreitung verschiedener Arten im Pazifik beigetragen.

Quelle: F.A.Z.
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