Flugbahnen von Bomben bei strombolianischen

Unterrichtseinheit «Vulkanismus» – Thema «Flugbahnen von Bomben»
Flugbahnen von Bomben bei
strombolianischen Ausbrüchen
Eruptionen zweier Krater des Stromboli am 27.4.1996, Foto J. Alean
Lernziele
1.) Sie können den Begriff «strombolianische Eruption» erklären.
2.) Sie sind in der Lage, den Unterschied zwischen „normalen“ Ausbrüchen Strombolis und
„besonderen“ (wie derjenigen am 5. April 2003) zu beschreiben.
3.) Sie haben eine Vorstellung davon erlangt, mit welcher Geschwindigkeit Bomben aus einem
Vulkankrater heraus geschleudert werden und wie weit sie nachher fliegen können.
Einführung
Der Vulkan Stromboli ist seit Jahrtausenden fast permanent tätig. Er wurde im 20. Jahrhundert
wegen des Schauspiels der zwar verhältnismässig kleinen, aber eindrücklichen Ausbrüche zum
grossen Anziehungspunkt für Touristen auf den Liparischen Inseln. Ein ungewöhnlich grosser
Ausbruch am 5.4.2003 führte zu einer Sperrung des Vulkangipfels für Besucher, die im Herbst
2004 (als dieser Text verfasst wurde) noch in Kraft war.
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Unterrichtseinheit «Vulkanismus» – Thema «Flugbahnen von Bomben»
Von Stromboli stammt der Begriff «strombolianische Ausbrüche» für relative kleine Eruptionen,
bei denen Lavafetzen und Bomben einige Dutzend Meter, manchmal auch ein paar hundert Meter
hoch geschleudert werden. Gewinnen Sie sich davon zunächst eine Vorstellung, zum Beispiel durch
die Fotos auf dieser Seite:
Stromboli online => Stromboli Fotos => ...
oder Videoclips auf der folgenden:
Stromboli online => Stromboli Videoclips => ...
Wie oft bricht Stromboli aus?
Eine seismische Station zeichnete 1996 die Tätigkeit Strombolis auf: Gelbe Säulen zeigen die
Gesamtzahl der Ausbrüche pro Tag (die roten Säulen die Anzahl etwas stärkerer). Diese Ausbrüche
sehen zwar vom Stromboligipfel aus betrachtet eindrücklich aus, doch erreichen die Bomben den
Gipfel selber nicht. Sie schwarze Linie zeigt die Stärke des Tremors, des Schwingens der flüssigen
Lava im Vulkaninnern (mehr zur seismischen Station finden Sie unter Stromboli online =>
Messungen => ... )
Aufgabe 1)
Wie häufig kann man einen Ausbruch sehen bei (a) starker und (b) schwacher Aktivität?
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«Normale» und «abnormale» Eruptionen Strombolis
In der Grafik oben sind drei Ereignisse markiert. Es sind «ungewöhnliche Ausbrüche», die
unerwartet auftreten können, und eine Gefahr für Touristen bedeuteten, als man noch zum Gipfel
aufsteigen durfte. Die Karten auf
Stromboli online => Ungewöhnliche Ausbrüche => ...
zeigen, wie gross das gefährdete Gebiet dann ist. Dank viel Glück gab es dabei nur wenige Unfälle,
obwohl an Sommerabenden sich früher bis mehrere hundert Personen auf dem Gipfel aufhielten:
Stromboli online => Unfälle => ...
Aufgabe 2)
Versuchen Sie anhand der Daten von 1996 zu entscheiden, ob aussergewöhnliche Ausbrüche eher
bei (a) starker oder bei (b) schwacher Aktivität zu erwarten sind.
Am 5. April 2003 fand schliesslich der grösste Ausbruch seit 1930 statt. Obwohl die Ganze Gipfelregion von Bomben zugepflastert wurde, gab es keine Opfer, da sich niemand auf dem Gipfel
befand. Metergrosse Bomben wurden aber bis in die Ortschaft Ginostra geschleudert und beschädigten Gebäude (einzelne Bomben fielen gar ins Meer):
Stromboli online => Ungewöhnliche Ausbrüche => 2003 => ...
Flugbahnsimulation
Ein vom ehemaligem Schüler der Kantonsschule Zürcher Unterland, Andreas Schweizer, entwickeltes Programm ermöglicht die Simulation solcher Bombenflüge unter Berücksichtigung der Geländeformen Strombolis, der Grösse, Dichte und Form der Bombe und je nach «Abschussrichtung»:
Stromboli online => Flugbahnsimulationen => ...
Aufgabe 3)
Bestimmen Sie die Geschwindigkeit, mit der eine ein Meter grosse, etwa kugelförmige Bombe
(spezifische Dichte 2 g/cm3) aus dem Krater fliegen muss, um bei Ginostra gerade noch ins Meer zu
fallen! Welches ist der „ideale“ Abschusswinkel (Grad über der Horizontalen), damit diese Bombe
mit der geringsten möglichen Geschwindigkeit das Meer erreicht? Sie können die Experimente
beschleunigen, indem Sie im Programm NICHT in Echtzeit rechnen lassen.
Aufgabe 4)
Spielt der Luftwiderstand überhaupt eine Rolle? Wie ist seine Bedeutung bei (a) kleinen und (b)
grösseren Bomben und welche Auswirkungen erwarten Sie auf die Ablagerungen nach einem
Ausbruch?
Copyright
Alle Materialien dieser Unterrichtseinheit stehen für den nicht kommerziellen Gebrauch im Unterricht frei zur
Verfügung. Die Materialien dürfen ohne Zustimmung der Text- und Bildautoren J. Alean und M. Fulle
hingegen nicht anderswo auf dem Web angeboten oder zu kommerziellen Zwecken weiter verwendet
werden.
http://www.stromboli.net
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