Wiki Vulkane und Erdbeben

Natrokarbonatit (auch Natriumkarbonatit oder Lengaiit genannt) ist eine seltene Lava-Art, die nur an wenigen Vulkanen vorkommt. Aktuell wird sie ausschließlich am tansanischen Vulkan Ol Doinyo Lengai eruptiert. Am benachbarten Vulkan Kerimasi fand man diese Lava in einer älteren Tephraschicht.

Wie sich aus dem Namen ableiten lässt, handelt es sich um eine Lava auf Karbonbasis, die zudem vergleichsweise viel Natrium enthält. Siliziumdioxid kommt nur in sehr geringen Mengen vor. Die Analyse von Lavaproben hat ergeben, dass bis zu zwei Drittel des Gesteins aus Na₂O (Natriumoxid) und CO₂ (Kohlendioxid) besteht. Erwähnenswert sind auch die Anteile von CaO (Calciumoxid) und K₂O (Kaliumoxid). Untergeordnet kommen auch die Elemente Barium, Strontium, Chlor und Flour vor. Andere Verbindungen und Elemente, die in anderen Lava-Arten relativ häufig vorkommen, spielen nur eine Nebenrolle. Einige Mineralien der Lava sind seltener als Diamanten, besitzen aber trotzdem nicht ihren Wert. Zwei dieser Mineralien sind Gregoryit und Nyerereit, die im porphyrischen Natrokarbonatit als Einsprenglinge vorkommen und zugleich die Matrix bilden. Zudem wurden in der Matrix die Mineralien Fluorit (CaF2), Nahcolit (NaHCO3) und Pyrrhotin entdeckt.

Beim Natrokarbonatit handelt es sich um die kälteste Lava der Welt, denn sie wird bei Temperaturen eruptiert, die grob zwischen 540-590 Grad Celsius liegen. Das ist etwas halb so heiß wie basaltische Lava. Ich selbst war bei einigen Messungen und Beprobungen dabei, die Professor Jörg Keller mit seinen Studenten am Lengai vornahm. Das war im Jahr 2001. Damals wurden Lavatemperaturen um 500 Grad gemessen, was die niedrigsten Temperaturen einer Lavaschmelze waren, die jemals gemessen wurden. Da die Schmelze am Lengai so „kalt“ ist, glüht sie nachts kaum. Tagsüber sieht sie aus wie silbrig-glänzender Schlamm. Erstarrt die Lava zu festem Gestein, verliert sie ihren Glanz. Sie hat die Eigenschaft durch Luftfeuchtigkeit zu oxidieren und zerfällt letztendlich zu einem weißen sodaartigen Pulver. Dieses wird durch Windböen verteilt und dringt in jede Ritze ein.

Wie diese einzigartige Lava entsteht, wird in der Fachwelt kontrovers diskutiert und ist noch nicht hinlänglich erforscht. Das Vorhandensein von Barium und Strontium liefert den Hinweis, dass die natrokarbonantitische Schmelze tief im Erdmantel entstehen könnte und aus einem basaltischen Stammmagma differenziert wird. Ein anderes Modell besagt, dass sich das Natrokarbonatit durch Entmischung aus einem Nephelinitmagma bildet. Eine weitere Hypothese ist, dass das Natrokarbonatit durch Abpressen eines alkalischen, CO₂-reichen Flüssigkeitskondensats von einer verwandten Schmelze oder Fluid entsteht. Hier käme eine Nephelinit-Schmelze infrage, da nämlich der größte Teil des Ol Doinyo Lengais aus Phonolith und Nephelinit besteht. Das sind Lava-Arten, die bei den Vulkanen des Riftvalleys relativ weit verbreitet sind.

Auffällig ist, dass der Vulkan in direkter Nachbarschaft zum Lake Natron liegt, wo Soda bzw. Natron in geysirartigen Quellen austritt. Auch das Wasser in Flüssen und Bächen der Region ist basisch und enthält viel Natron. Werden die Natronquellen und der Vulkan aus der gleichen unterirdischen Quelle gespeist oder lieferte die verwitterte Lava des Vulkans das Natron? Auch an anderen Stellen des Ostafrikanischen Grabens gibt es Sodaseen, allerdings stehen in ihrer Nähe Vulkane, die konventionellere Lava-Arten förderten. Im Umland des Riftvalleys liegen aber auch alte Vulkane, die einst Tatsächlich förderte auch der deutsche Kaiserstuhl einst diese Lava-Art. Der Kaiserstuhl befindet sich im Oberrheingraben, bei dem es sich ebenfalls um ein kontinentales Riftsystem handelt.

Bei einem Nephelinit handelt es sich um ein dunkelgraues vulkanisches Gestein aus der Gruppe der Foidite. Das sind vulkanische Gesteine, die in ihren hellen Bestandteilen zu mindestens 90% aus Mineralen der Foidgruppe bestehen. Diese Minerale bilden sich aus Magma, das an Siliziumdioxid (Kieselsäure) untersättigt ist und weshalb sich kein Feldspat bilden kann, sondern nur seine Vertreter. In der Schmelze ist nicht genug Siliziumdioxid vorhanden, damit es sich mit Aluminium, Natrium, Kalium und Calcium zu Feldspat verbinden kann. Stattdessen kommt es zur Bildung von Mineralien wie Leucit, Nephelin und Haüyn, die praktisch keine Kieselsäure in ihre Kristallgitter einbauen.

Nephelinit ist feinkörnig und setzt sich vor allem aus den Mineralien Nephelin und Klinopyroxen zusammen. Es gibt auch Varianten, die Olivin enthalten. Dann spricht man von einem  Olivinnephelinit. Wie in allen Foiden (Feldspatvertretern) kommt das Mineral Feldspat praktisch nicht vor und ist zudem an Kieselsäure (Quarz) untersättigt. Das Gesteinsgefüge kann variieren und offenporig, aber auch dicht sein.

Enthält ein Vulkanit zwischen 90% und 60% Nephelin in der Grundmasse, dann spricht man von einem phonolithischen Nephelinit. Bei einem geringeren Anteil von Nephelin wird der Vulkanit nicht mehr als Foidit bezeichnet und er fällt aus dieser Gesteinsgruppe heraus und wird nur noch als foidhaltiger Vulkanit bezeichnet.

In Deutschland kommt Nephelinit u. a. in der Vulkaneifel, am Vogelsberg und im Hegau vor. Man findet es auch im französischen Vulkangebiet der Auvergne. Verbreitet ist es an den Vulkanen des Ostafrikanischen Riftvalleys. Der Ol Doinyo Lengai in Tansania besteht zum überwiegenden Teil aus Phonolith und Nephelinit. Nur ca. 5% des Vulkans bestehen aus Natrokarbonatit. Am Nyiragongo in der DRK kommt Nephelinit ebenfalls vor.