Schichtvulkane, die auch Komposit- oder Stratovulkane genannt werden, sind aufgrund ihrer landschaftsprägenden Größe, ihrer kegelförmigen Gestalt und der mit ihnen verbundenen Gefahren der bekannteste Vulkantyp. Darüber hinaus kommen sie im Vergleich zu anderen Vulkantypen sehr häufig vor. So sind unter den 1249 Vulkanen, von denen angenommen wird, dass sie im Holozän mindestens einmal ausgebrochen sind, allein 750 Schichtvulkane.
Entstehung von Schichtvulkanen
Schichtvulkane bilden sich überwiegend an konvergenten Plattengrenzen im Zusammenhang mit Subduktionszonen. Insbesondere subduzierte ozeanische Platten enthalten viel Wasser, dass im Erdmantel den Schmelzpunkt des umgebenden Gesteins herabsetzt. Dieses Gestein kann so partiell schmelzen und Magma entsteht. Dieses bahnt sich anschließend den Weg durch die Erdkruste, schmilzt dabei weiteres silikatreiches Gestein mit auf und sammelt sich schließlich in einer oder mehreren Magmakammern.
Aus der Magmakammer steigt das Magma durch einen zentralen Förderkanal, den Schlot, in Richtung Krater auf. Vom Schlot können noch weitere Kanäle abzweigen, die dann Nebenkrater speisen. Auch können aus der Magmakammer mehrere Schlote aufsteigen bzw. kann sich die Lage eines Schlotes verlagern, wodurch komplexe Vulkanformen entstehen können.
Schicht für Schicht
Schichtvulkane können Lava recht unterschiedlicher Zusammensetzung fördern. Doch ist die Lava im Gegensatz zu Schildvulkanen meist weniger heiß und wesentlich zähflüssiger, da das Magma einen mittleren bis hohen Anteil an Siliziumdioxid aufweist. Vulkanische Gase können so beim Aufstieg weniger gut entweichen. Erreicht die Lava dann die Erdoberfläche, entweichen die Gase aufgrund der Druckentlastung oft schlagartig.
Deshalb neigen Schichtvulkane häufig zu explosiven Ausbrüchen, bei denen Asche, Lavafetzen und Gesteinsbrocken nach oben geschleudert werden und sich anschließend um den Schlot herum ablagern. Daneben kann die Lava auch effusiv aus dem Krater austreten. Aufgrund ihres zähflüssigen Charakters kann sie aber nur kurze Strecken zurücklegen und erstarrt recht bald. Da durch jede Eruption neue Schichten abgelagert werden, kann sich im Laufe von hunderttausenden Jahren ein mächtiger Vulkan aufbauen.
Aufbau von Schichtvulkanen
Schichtvulkane zeigen typischerweise einen kegelförmigen Aufbau, mit steilen Hängen, deren Neigung meist mehr als 30° beträgt. Am Gipfel des Vulkans befindet sich meist ein Hauptkrater, oftmals sind noch weitere Nebenkrater an den Flanken des Vulkans zu finden. Die Hänge bestehen dabei aus einer Abfolge von mehr oder weniger regelmäßig übereinander abgelagerten Schichten (Straten) aus erstarrter Lava und vulkanischem Lockermaterial.
Gefahren durch Vulkanausbrüche
Insbesondere die fruchtbaren, nährstoffreichen Vulkanböden machen das Umfeld der Vulkane für menschliche Nutzung attraktiv. Seit die Menschen anfingen, Ackerbau zu betreiben, haben sie in der Nähe von Vulkanen Siedlungen und Verkehrswege angelegt und die Böden landwirtschaftlich genutzt. Aufgrund des explosiven Charakters von Schichtvulkanen sind damit aber auch eine Reihe von Gefahren verbunden: So können pyroklastische Ströme, d.h. extrem heiße Glutlawinen, auf ihrem Weg alles Leben auslöschen. Eine weitere Gefahr besteht in sogenannten Laharen: Fallen ergiebige Regenfälle auf noch lockere Ascheschichten an den Vulkanhängen, bilden sich reißende Schlammströme, die Siedlungen und Verkehrswege unter sich begraben können.
Regionale bis globale Auswirkungen
Weitere Gefahren in der unmittelbaren Umgebung ergeben sich durch Lavaströme oder durch Druckwellen vulkanischer Explosionen, welche ganze Häuser einstürzen lassen. Daneben werden durch einen Ausbruch giftige vulkanische Gase und feinkörnige Aschepartikel ausgestoßen, welche die Atmung der Menschen beeinträchtigen können. Sehr große Eruptionen können auch überregionale Auswirkungen haben. Gelangen beispielsweise größere Mengen von Aschepartikeln oder Schwefeldioxid in die Stratosphäre, können sie dort bis zu mehreren Jahren verbleiben und das globale Strahlungsverhalten und damit auch das globale Klima beeinflussen.
Ausbruch des Vulkans Stromboli auf der gleichnamigen Insel
Das Thema im Unterricht
Ausbrüche von Schichtvulkanen werden häufig in den Medien thematisiert. Ihre gewaltige Zerstörungskraft und die damit verbundenen Gefahren für Leib und Leben in den betroffenen Risikoräumen sowie die klimatischen Auswirkungen großer Vulkanausbrüche haben eine hohe gesellschaftliche Relevanz. Daneben ist auch ihre Bedeutung im Rahmen des Konzepts der Plattentektonik oder auch ihre landschaftsprägende Bedeutung von Relevanz.
Aus diesem Grund kann davon ausgegangen werden, dass die meisten Schülerinnen und Schüler ein großes intrinsisches Interesse haben, sich mit dem Thema Vulkanismus, der Bedeutung von Schichtvulkanen und den mit ihnen verbundenen Gefahren auseinanderzusetzen und Lösungsansätze zur Krisenvorsorge und Katastrophenhilfe zu diskutieren. Darüber hinaus beschäftigen sich die Lehrpläne aller Bundesländer und Schularten zu den Klassenstufen 7–10 mittelbar oder unmittelbar mit dem Thema Vulkanismus, meist im Zusammenhang mit Naturkatastrophen, dem Leben in Risikoräumen oder dem Wirken endogener Faktoren.
Komplexe Modelle erfordern Erschließungshilfen
Vom unmittelbaren Ausbruchsgeschehen und seinen Auswirkungen abgesehen, entziehen sich die tief im Erdinneren ablaufenden Prozesse des Vulkanismus der unmittelbaren Beobachtung und Erfahrung. Wollen wir diese verständlich machen, müssen wir sie modellhaft darstellen bzw. beschreiben. Eine besondere Herausforderung hierbei ist, dass es sich dabei um komplexe, dynamische Modelle handelt, deren Erschließung manchen Schülerinnen und Schülern Probleme bereitet, insbesondere dann, wenn die Modelle nur mithilfe von einfachen Texten und zweidimensionalen Grafiken in Schulbüchern dargestellt werden können.
Die multisensorische Wirkung von Erklärvideos
Hierbei können Erklärvideos eine wertvolle Erschließungshilfe sein: Sie können dynamische Vorgänge verständlich machen und mehrdimensionale Modelle abbilden. Indem sie durch die Verknüpfung von Bild, Wort und Textelementen mehrere Sinne gleichzeitig und ganzheitlich ansprechen, wirken sie multisensorisch und sind so in der Lage, das Verstehen, das Erinnern sowie die Motivation und die Aufmerksamkeit der Lernenden zu steigern und damit den Lernerfolg zu erhöhen. Allerdings zeigen Studien, dass die Aufmerksamkeit beim Betrachten von Erklärvideos von vielen Schülerinnen und Schülern nur für wenige Minuten auf einem hohen Niveau gehalten werden kann. Aus diesem Grund sollten die Filme eine Länge von etwa sechs Minuten nicht überschreiten bzw. längere Videos nur mit entsprechenden Pausen konsumiert werden.
Klett-Arbeitsblätter zum Thema
Direkt unter diesem Abschnitt sind alle Begleitmaterialien frei verfügbar, die normalerweise über den Digitalen Unterrichtsassistenten zum jeweiligen Schulbuch bereitgestellt werden. Eine Kopiervorlage enthält den Text zum Mitlesen. Dieser ist als Inklusionsmaterial v. a. für solche Schülerinnen und Schüler geeignet, die mit dem Hören und Sehen Probleme haben oder für die das zusätzliche Mitlesen eine Hilfe bei der Informationsverarbeitung darstellt. Darüber hinaus sollen Arbeitsblätter zum Hörverstehen die Konzentration auf zentrale Aspekte des Films lenken und so die Sicherung der Inhalte vorbereiten. Das zentrale Begleitmaterial sind die Arbeitsblätter zur Sicherung und Vertiefung, die als Binnendifferenzierung der Lerngruppe Lösungshilfen im Sinne von Scaffolds enthalten.
Einbettung im Unterricht
- Einstieg: Bildauswertung im Unterrichtsgespräch, z.B. über die obenstehenden Fotos des Schichtvulkans Strombolis. Hier sollen die Schülerinnen und Schüler das auf den Fotos Erkennbare beschreiben und anschließend erste Hypothesen zur Entstehung eines Schichtvulkans und den Gefahren bei einem Ausbruch entwickeln.
- Erarbeitung I: Individuelles Betrachten des Erklärvideos zur Entstehung eines Schichtvulkan und Bearbeitung der Aufgaben 1-3 des Arbeitsblattes zur Sicherung. Im Sinne einer Binnendifferenzierung können die Schülerinnen und Schüler hier zwischen zwei Niveaustufen des Arbeitsblattes wählen (siehe Klett Kopiervorlage zum Beitrag „Der Ausbruch eines Schichtvulkans“ – Sicherung 1 und Klett Kopiervorlage zum Beitrag „Der Ausbruch eines Schichtvulkans“ – Sicherung 2).
- Sicherung I: gemeinsame Besprechung und Auswertung der Arbeitsergebnisse zur Entstehung eines Schichtvulkans.
- Erarbeitung II: Internetrecherche (Partnerarbeit) zu den mit Ausbrüchen von Schichtvulkanen verbundenen Gefahren/Auswirkungen.
- Sicherung II: Zusammentragen und Ordnen der Ergebnisse nach regionalen und überregionalen Gefahren/Auswirkungen sowie Erörtern von Möglichkeiten, sich vor diesen Gefahren zu schützen.
- Vorschlag zur Vertiefung/Weiterführung: Mithilfe einer Internetrecherche die Schichtvulkane ermitteln und auf einer stummen Karte verorten lassen, die aktuell aktiv sind bzw. in den vergangenen Jahren ausgebrochen waren (z.B. unter dem folgenden Link What’s erupting? List & map of currently active volcanoes). Dabei ist zu beachten, dass Schichtvulkane in den Verzeichnissen manchmal nur mit ihrem Synonym Stratovulkan oder Kompositvulkan bezeichnet werden. Ausgehend von den Ergebnissen können im Unterrichtsgespräch Verknüpfungen zu den plattentektonischen Ursachen hergestellt werden bzw. könnte zum Thema Plattentektonik übergeleitet werden.
Quellen und Links
- Global Volcanism Program, 2025. [Database] Volcanoes of the World (v. 5.3.1; 6 Aug 2025). Distributed by Smithsonian Institution, compiled by Venzke, E.; unter: Volcanoes of the World Database Information
- Heidi Wehrmann: Auswirkungen von Vulkanausbrüchen; unter: Auswirkungen von Vulkanausbrüchen
- Christina Bonanati: Vulkantypen; unter: Vulkantypen
- U. S. National Park Service (Hrsg.): Composite Volcanoes (Stratovolcanoes); unter: Composite Volcanoes (Stratovolcanoes)
- United States Geological Survey (USGS) (Hrsg.): Principal Types of Volcanoes; unter: Principal Types of Volcanoes
- Stefanie Findeisen, Sebastian Horn und Jürgen Seifried: Lernen durch Videos – Empirische Befunde zur Gestaltung von Erklärvideos, in: MedienPädagogik 10/2019, S. 16-36; unter: Lernen durch Videos – Empirische Befunde zur Gestaltung von Erklärvideos
- Andreas Krämer und Sandra Böhrs: How Do Consumers Evaluate Explainer Videos? An Empirical Study on the Effectiveness and Efficiency of Different Explainer Video Formats, in: Journal of Education and Learning, Vol. 6, No. 1, 2017, S. 254-266.
zwei Rückmeldungen:
1. zum Video: Wie soll der „Druck durch entweichende Gase steigen“!? Die Ursache-Wirkung ist eher anders herum – so wie beim Öffnen einer Cola-Flasche: Die Gase entweichen, wenn der Druck sinkt!
2. zum Text, Zitat: „Wasser, dass im Erdmantel den Schmelzpunkt des umgebenden Gesteins herabsetzt.“ – Wie soll ein Material schon bei niedrigeren Temperaturen schmelzen, nur weil es mit Wasser in Berührung kommt? Das sollte erklärt werden, falls es überhaupt stimmt.
Hallo und vielen Dank für die Rückmeldung. Folgendes kann der Autor des Beitrages dazu ergänzen:
1. Je näher das Magma zur Erdoberfläche aufsteigt, umso niedriger wird der Umgebungsdruck durch das auflastende Gestein. Dies führt dazu, dass z.B. Wasser und Kohlenstoffdioxid, welche im Magma gelöst sind, beim Unterschreiten eines bestimmten Umgebungsdrucks plötzlich in die Gasphase übergehen. Dies führt zu einer Volumenzunahme und einem Anstieg des Innendruckes im Magma. Aufgrund des begrenzten Platzes in der Magmakammer, entweicht das Magma durch Risse oder Spalten nach oben, wo der Druck des auflastenden Gesteins noch niedriger ist und das Magma einen gegenüber dem umgebenden Gestein einen relativ höheren Druck aufweist. Letztlich kann das umgebende Gestein diesem Druck nicht mehr standhalten und der Vulkan bricht aus.
2. Zahlreiche Mineralien enthalten gebundenes Wasser in ihrer Kristallstruktur. Sinkt eine Platte durch Subduktion in die Tiefe, steigt der Umgebungsdruck, Mineralien bilden sich um und Wasser wird in Form von Fluiden frei. Diese steigen dann in den darüber liegenden, relativ heißeren Erdmantel auf, wo aber die Mantelminerale noch in fester Form vorliegen. Die Wassermoleküle können nun die Bindungen innerhalb bestimmter Mantelminerale (z.B. Olivin) auflösen, so dass deren Kristallstruktur instabil wird. Die Mineralien schmelzen so bereits bei niedrigeren Temperaturen, als ohne die Zufuhr von Wasser.
Schönen Gruß aus der Redaktion