Lava

In den geologischen Wissenschaften versteht man unter Lava flüssiges Magma (geschmolzenes Gestein) – und zwar nur dann, wenn es an die Erdoberfläche getreten ist. Als Lavastrom bezeichnet man dann auch auf der Erdoberfläche befindliche Magma-Mengen, wenn sie bereits erstarrt sind. Alles, was sich unterhalb der Erdoberfläche befindet, heißt allerdings immer Magma. Magma erstarrt ausschließlich innerhalb der Erdkruste und bildet sogenannte Intrusionen.

Gesteinswissenschaftlich gehört Lava zu den Vulkaniten (also den magmatischen Oberflächengesteinen). Von Magma im Erdinneren unterscheidet es sich nicht nur durch die Bezeichnung, sondern auch durch seine Eigenschaften: während Magma noch Gase (CO2, Wasser, SO2, Ammoniak, Edelgase) enthält, sind diese bei Laven nicht mehr enthalten, da sie nur unter großem Druck im Inneren von Gesteinsschmelzen verbleiben, bei abnehmendem Druck aber sofort flüchtig sind.

Unterscheiden muss man Lava auch noch von sogenannten Pyroklasten: Bei Pyroklasten handelt es sich nicht um Produkte direkter vulkanischer Aktivität (wie das bei Laven), sondern um Gesteine bzw. Gesteinsfragmente, die als Sekundärfolge von vulkanischen Aktivitäten verändert, zertrümmert oder zerrissen wurden. Solange Pyroklasten noch in unverfestigter (loser) Form vorliegen, werden sie unabhängig von der Korngröße Tephra genannt – als pyroklastische Gesteine bezeichnet man sie erst nach ihrer vollständigen Verfestigung.

Unter dem Begriff “Förderprodukte” werden beim Vulkanismus Laven, Pyroklastika und freiwerdende vulkanische Gase (bei der Umwandlung von Magma in Lava) zusammengefasst. Heiße Quellen und Geysire gelten dagegen als Begleiterscheinungen von vulkanischer Aktivität.

Chemische Zusammensetzung von Laven

In den allermeisten Fällen handelt es sich bei Gesteinsschmelzen um Silikat-Schmelzen (rund die Hälfte bis zwei Drittel des Materials bestehen aus geschmolzenem SiO2, also Quarz). Geringere Anteile an SiO2 sind möglich, aber äußerst selten.

Anhand der enthaltenen chemischen Bestandteile kann man Laven dabei sehr gut in Klassen einteilen:

• saure Laven (rhyolitische Laven): sehr hoher SiO2-Gehalt, über 65 %, hoch viskös
• basische Laven (basaltische Laven): SiO2-Gehalt unter 52 %, wenig viskös
• andesitische Laven: mittlerer SiO2-Gehalt zwischen 52 % und 65 %, meist zähflüssige Masse

Neben enthaltenen Silikaten können zusätzlich auch noch verschiedene Magnesium- oder Eisen-Verbindungen enthalten sein. Gelegentlich finden sich noch Gasblasen, die daher rühren, dass die flüchtigen (gasförmigen) Bestandteile noch nicht vollständig entweichen konnten. Vom ursprünglichen Magma können sich Laven in ihrer Zusammensetzung zum Teil deutlich unterscheiden.

Die chemische Zusammensetzung entscheidet auch weitgehend über die Temperatur, die Lava beim Durchtritt durch die Erdoberfläche hat: saure Laven haben meist niedrigere Temperaturen um rund 800 °C, basische Laven können sehr heiß werden (häufig bis zu 1.200 °C).

Optisches Erscheinungsbild und Erscheinungsformen

Durch eine relativ rasche Abkühlung verändert sich die Struktur von Lava an der Erdoberfläche nach Ausbrüchen sehr schnell. Durch das Absinken der Temperatur wird die Oberfläche meist glasig bis feinkörnig. Nach dem vollständigen Erstarren bildet Lava magmatische Gesteine (Vulkanite, im Gegensatz zu Plutoniten, bei denen es sich ausschließlich um Tiefengesteine handelt).

Die unterschiedliche Viskosität der einzelnen Lavasorten und auch unterschiedliche Umgebungsbedingungen können dabei dazu führen, dass die äußere Form, die erstarrte Laven annehmen, sehr unterschiedlich aussehen können:

• Kissenlava (kissenförmige Basalt-Strukturen, entsteht durch schnelle Abkühlung im Wasser)
• Blocklava (aus zäher, andesitischer Laven, in kompakte Blöcke zerbrochen)
• Flugbasalte (dünnflüssige Laven, die Deckenschichten bilden)
• Brockenlava (zu scharfkantigen Klumpen erstarrt, meist durch Zunahme der Viskosität beim Auskühlen, etwa wegen massivem Gasverlust)
• Pahoehoe-Laven (im Fließen erstarrter Lavastrom, meist hangabwärts fließend, auch als Fladen oder Schollen ausgebildet)
• Brotkrusten-Lavabomben (noch im Flug während des Auswurfs erstarrt, brotlaibähnliche Form)

Füllt die Lava Vertiefungen aus (etwa einen Ausbruchskrater), können sich sehr tiefe Lavaseen bilden. Bei fließenden Laven, bei denen Inneres und Äußeres mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abkühlen und erstarren, können sich auch röhren- und rinnenförmige Lavastrukturen bilden. Auch kuppelige Gebilde (sogenannte Lavadome), fallweise auch mit enthaltenen natürlichen Lavahöhlen, Lavagängen und Lavasäulen sind möglich. Besonders beeindruckend sind die über 3 km² großen Lavakeller in Mendig, die über Jahrhunderte direkt in einen erkalteten Lavastrom hineingegraben wurden, um Basalt für Mühlsteine abzubauen.

Verwendungsmöglichkeiten im Garten

Eine der wichtigsten Verwendungsmöglichkeiten von Laven im Bereich von Gartenbau oder Pflanzenzucht ist die Verwendung als Substrat. Als Substrat für Kakteen und bei Hydrokulturen stellen Laven sogar das hauptsächlich verwendete Substrat dar, oft allerdings gemischt mit anderen Bestandteilen. Auch bei Dachbegrünungen wird Lavasubstrat oft verwendet.

Daneben können Laven auch als Bodenverbesserer eingesetzt werden. Dafür wird meist Lavasand oder Lavakies verwendet. Es hat dabei ganz ähnliche Eigenschaften wie Gesteinsmehle (etwa Basaltmehl):

• Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit des Bodens
• Verbesserung der Krümelstruktur im Boden
• Verbesserung des Mineralstoffhaushalts des Bodens und Zuführung wichtiger Nährstoffe und Spurenelemente

Im Gegensatz zu Gesteinsmehlen führen Lavakies, Lavasand und Lavagranulat dem Boden hauptsächlich Spurenmineralien wie Eisen, Magnesium und Bor zu, die in sehr vielen Lavaarten vorkommen. Eine Eigenschaft, die Gesteinsmehle im Gegensatz zu Lavakies und Lavasand nicht bieten können, ist die Fähigkeit zur deutlichen Verbesserung des Wärmehaushalts im Boden. Wie schon bei Gesteinsmehlen, werden auch bei Lavasanden oder Lavakiesen die enthaltenen Nährstoffe erst langsam über Verwitterungsprozesse im Boden freigesetzt, sie wirken also eher kontinuierlich als kurzfristig. Als Pflanzgranulat wird Lavamaterial hauptsächlich beim professionellen Pflanzen von Bäumen verwendet.

Als sogenannten Lavamulch kann man Laven auch als dauerhaften Ersatz für Rindenmulch verwenden. Durch die nur sehr langsame Verwitterung ist ein häufiges Ersetzen bzw. Nachfüllen wie bei Rindenmulch dann nicht nötig, die Wirkung von Lavamulch ist dabei der des klassischen Rindenmulchs durchaus vergleichbar, insbesondere, wenn es um die Verhinderung von Unkrautwachstum geht. Da kein organischer Zersetzungsprozess stattfindet, wird bei Lavamulch aber kein zusätzlicher Stickstoff an den Boden (Dünge-Effekt) abgegeben, diese natürliche Zusatzwirkung von Rindenmulch muss man beim Einsatz von Lavamulch auf andere Weise herbeiführen.

Beim Kauf von Lavakiesen sollte immer auf die Korngröße geachtet werden – zur Bodenlockerung empfehlen sich vor allem kleinere Korngrößen (rund 2 mm). Wer sehr kleine Korngrößen benötigt, kann auch Lavasplitt (Streusplitt-Ersatz) kaufen, der meist auch mit Nullanteilen in der Korngröße zu bekommen ist. Reinen Lavakies findet man dabei selten, gegebenenfalls ist also auch darauf zu achten, welche anderen Stoffe noch beigemischt sind.

Größere Lavasteine sind ein gerade in den letzten Jahren sehr beliebtes Element für Gartendekorationen. Dabei findet man viele, zum Teil sehr unterschiedliche Varianten im Handel.

Verwendung im Baubereich

Lava kann sehr gut als Zuschlagstoff für Beton verwendet werden. Schon die alten Römer verwendeten für ihr berühmtes, je nach Ausführung häufig sogar sehr gut wasserdichtes “Opus caementicium” und ihr “Opus signinum” sogenannte Puzzolane, meist Vulkanasche und Tuffe als “geheimen” Zuschlagstoff. Es waren die Urahnen unseres heutigen Betons mit teilweise überraschend guten und soliden Eigenschaften.

Puzzolane werden bis heute in der Mörtel- und Betonherstellung eingesetzt, neben Tuff ist das heute häufig der rheinische Trass, der allerdings nicht vulkanisch sondern durch Metamorphose natürlicher Gesteine nach einem Meteoriteneinschlag entstand.

Die schaumige oder porige Lava lässt sich auch direkt zu Leichtbetonen mit sehr guten technischen Eigenschaften weiterverarbeiten.

Im Straßenbau wird Lavaschotter häufig als unterste Schicht (Frostschutzschicht) eingesetzt. Gelegentlich verwendet man sie auch als Befestigungsmaterial für Wege und Einfahrten als sogenannten Zierschotter, also im sichtbaren Bereich. Ein großer Vorteil von Lava ist hier vor allem ihr geringes Gewicht, das Transportkosten im Vergleich zu anderen Materialien stark senken kann. Daneben werden verschiedene Lavaschotter-Arten auch im Bereich des Sportanlagenbaus sehr häufig eingesetzt.

Verwendung als Filtermaterial

Lavamaterialien bieten eine sehr interessante Möglichkeit, vor allem mit gelösten, organischen Verunreinigungen stark durchsetztes Wasser sehr wirksam zu reinigen. Lavamaterial katalysiert beim Durchtreten von mit Luft versetztem Wasser sehr wirksame biologische Abbaureaktionen, aus diesem Grund macht man sich Lavafiltrierung vor allem im Bereich der Abwasserreinigung zunutze.

Namensverwendung

Da der Begriff “Lava” jedem geläufig ist und häufig mit massiven, ungezähmten Kräften assoziiert wird, benutzen viele Hersteller Abwandlungen des Begriffs um ihren Produkten ein entsprechendes Image zu verleihen. Ein gutes Beispiel dafür ist ein Hersteller für Geräte zum Vakuumieren, die mit 3 Schweißnähten besonders stabile Verschlüsse bieten – er hat ganz einfach als Unternehmensname LAVA gewählt.

Auch bei “Lava-Eiche” hat übrigens ausnahmsweise das Gestein mit dem Produkt an sich nichts zu tun – es handelt sich rein um eine, wegen des eindrucksvollen Namens sehr werbewirksame – Sortenbezeichnung für eine bestimmte Optik bei Eichenholz, oft auch nur um eine Nachbildung einer bestimmten Optik.

Fazit

Vulkanausbrüche und massive pyroklastische Ströme wirken enorm bedrohlich und scheinen nur Schaden anzurichten. Tatsächlich ist die erkaltete Lava aber auch ein sehr wertvolles Material, für das es viele Einsatzzwecke gibt: von der Bodenverbesserung im Garten über den Ersatz von Rindenmulch bis hin zum Ausgangsmaterial für hochwertige Leichtbetone. Auch im Straßen- und Wegebau sowie im Sportstättenbau kommen Lavamaterialien durchaus häufig zum Einsatz, zudem kann man sie als guten Ersatz für Streusplitt im Winter verwenden.

In der Natur sind teils heftige Vulkanausbrüche aus der Vergangenheit heute für viele besonders fruchtbare Böden in der heutigen Zeit verantwortlich. Vulkanismus ist eine heftige Naturerscheinung, sie hinterlässt mit seinen Resten aber oft sehr positive Folgen in der Natur und für uns – nicht zuletzt auch im Bereich technischer Anwendungen.