Vulkanische Gase treten an aktiven Vulkanen aus und stammen aus dem Magma, in dem sie im Erdinneren gelöst sind. Bei einem Vulkanausbruch werden diese Gase zum großen Teil aus dem Magma freigesetzt und entweichen entweder aus dem Schlot oder aus Fumarolen. Wenn das Magma entgast ist, wird es Lava genannt. Das Gas entweicht allerdings nicht vollständig und so können Gasblasen in erkalteter Lava eingeschlossen werden. Auch ohne Eruption können aus einem Vulkan Gase entweichen.
Solange sich die Gase im Erdinneren befinden, stehen sie unter Druck und sind großer Hitze ausgesetzt. Daher können sie auch andere Aggregatzustände annehmen und werden unter dem Begriff „Fluide“ zusammengefasst. Da sie aus dem Magma entweichen können, werden sie teilweise auch als flüchtige- oder volatile Bestandteile des Magmas bezeichnet.
Vulkanische Gase werden bereits im Magmenkörper frei, wenn sich Druck und Temperaturbedingungen ändern und die Schmelze aufsteigt. Auch Kristallisationsprozesse im Magmenkörper können die volatilen Komponenten freisetzen. Sie steigen durch Risse im Gestein auf und treten an kleinen Öffnungen in der Erdkruste aus. Diese Öffnungen nennt man Fumarolen oder Mofetten. Die Bezeichnung der Gasaustritte ist mit der Gastemperatur assoziiert: treten heiße Gase aus, bilden sich Fumarolen. Sind sie relativ kalt, dann nennt man die Austritte Mofetten. Besonders um Fumarolen können sich mineralische Ablagerungen aus den kondensierenden Gasen bilden.
Normalerweise ist das vulkanische Gas, das an einem Vulkan austritt, unsichtbar. Erst bei Abkühlung kondensieren Wassertropfen und es bildet sich sichtbarer Dampf. So ist auch die Gasphase von Wasser, die im Allgemeinen fälschlich als Wasserdampf bezeichnet wird, die Hauptkomponente vulkanischer Gase. Das zeigt, dass Wasser ein Bestandteil des Magmas ist und somit auch von Gesteinen.
Hier eine Liste der häufigsten vulkanischen Gase:
- Wasserdampf (H2O): Wasserdampf ist der Hauptbestandteil vulkanischer Gase. Er entweicht aus Magma und kondensiert in der Atmosphäre. Wasserdampf spielt eine Rolle bei der Bildung von Wolken und saurem Regen.
- Kohlendioxid (CO2): Kohlendioxid ist ein weiteres häufiges Gas bei Vulkanen. Es kann in hohen Konzentrationen giftig sein und in Gruben und Kratern gefährlich sein. In der Atmosphäre trägt es zur globalen Erwärmung bei.
- Schwefeldioxid (SO2): Schwefeldioxid ist ein stark reizendes und ätzendes Gas, das bei vielen Vulkanausbrüchen freigesetzt wird. Es kann die Atemwege reizen, sauren Regen verursachen und zur Bildung von Schwefelsäurepartikeln in der Atmosphäre beitragen.
- Wasserstoffchlorid (HCl): Wasserstoffchlorid ist ein ätzendes Gas, das in einigen vulkanischen Gasen vorhanden ist. Es kann die Schleimhäute reizen und zur Korrosion von Metallen führen.
- Wasserstofffluorid (HF): Wasserstofffluorid ist ein gefährliches und ätzendes Gas, das bei einigen Vulkanen vorkommt. Es kann bei Einatmen und Hautkontakt schwere Verletzungen verursachen.
- Kohlenmonoxid (CO): Kohlenmonoxid ist ein giftiges Gas, das bei bestimmten Vulkaneruptionen freigesetzt wird. Es kann die Sauerstoffaufnahme im Körper behindern.
- Stickoxide (NOx): Stickstoffoxide sind bei einigen Vulkanen vorhanden und können zur Bildung von bodennahem Ozon und saurem Regen beitragen.
- Methan (CH4): Methan ist ein brennbares Gas, das bei bestimmten Vulkanen in geringen Mengen freigesetzt wird.
Meistens haben vulkanische Gase, die an Fumarolen oder einem Vulkanschlot austreten, Temperaturen zwischen 200 und 800 Grad Celsius. Es sind aber auch niedrigere und höhere Temperaturen möglich. Bei Gastemperatur von weniger als 100 Grad Celsius handelt es sich meistens um Mofetten, an denen Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid austritt. Diese Gase werden vor einem Vulkanausbruch als Erstes freigesetzt und auch als Letztes nach einer Eruption.
Die vulkanischen Gase spielen eine wichtige Rolle bei der Vorhersage von Vulkanausbrüchen. Ein wichtiges Kriterium ist die Menge freigesetzten Schwefeldioxid, die im direkten Zusammenhang zur Menge des aufsteigenden und eruptierten Magmas steht. Auch die Gastemperatur an Fumarolen ist ein wichtiges Indiz für den Magmenstand im Fördersystem eines Vulkans. Es gilt die Regel, dass das Magma umso höher steht, je heißer die ausgestoßenen Gase sind. Temperaturen von mehr als 450 Grad werden als kritisch angesehen, dann steht ein Vulkanausbruch sehr wahrscheinlich unmittelbar bevor.