Tuff

Tuff (oder vulkanischer Tuff) ist ein magmatisches Gestein, das aus den Produkten einer explosiven vulkanischen Eruption entsteht. Es ist im Wesentlichen “versteinerte Asche” – Vulkanasche und Trümmer, die verdichtet und zu festem Gestein zementiert wurden. Der Name stammt vom italienischen Wort tufo.

Entstehung: Von Asche zu Gestein

Der Prozess der Umwandlung von losem vulkanischem Auswurf in Tuff wird als Lithifizierung bezeichnet.

1. Ablagerung: Während einer Eruption landen massive Mengen an Asche, Lapilli und vulkanischen Glasscherben (Tephra) auf dem Boden und bilden dicke Trümmerschichten.
2. Kompaktion: Wenn sich mehr Schichten ansammeln, drückt das Gewicht des darüberliegenden Materials auf die unteren Schichten und presst Luft und Wasser heraus.
3. Zementierung: Grundwasser, das durch die Asche sickert, löst Mineralien (wie Kieselsäure und Calcit) und lagert sie zwischen den Aschepartikeln wieder ab, was als natürlicher Klebstoff wirkt, der das Sediment zusammenhält.

Klassifizierung von Tuff

Tuff wird basierend auf der Art der Fragmente klassifiziert, die er enthält:

• Vitrischer Tuff: Besteht hauptsächlich aus vulkanischen Glasscherben und Bimssteinfragmenten.
• Kristalltuff: Dominiert von Kristallfragmenten (Einsprenglingen) wie Quarz, Feldspat oder Biotit, die bereits vor der Eruption im Magma fest waren.
• Lithischer Tuff: Enthält Fragmente von bereits vorhandenem Nebengestein (Sediment-, Metamorph- oder ältere magmatische Gesteine), die während der Explosion herausgesprengt wurden.

Schweißtuff (Ignimbrit)

Eine spezielle und geologisch bedeutsame Varietät ist Schweißtuff. Dieser bildet sich aus pyroklastischen Strömen – Lawinen aus überhitztem Gas und Asche. Das Material in diesen Strömen ist so heiß (oft >600°C), dass die Glasscherben beim Absetzen plastisch bleiben. Das immense Gewicht der Ablagerung flacht die Scherben ab und verschmilzt sie miteinander, wodurch ein hartes, dichtes Gestein entsteht, das festen Lavaströmen ähneln kann. Diese Ablagerungen werden oft als Ignimbrite bezeichnet.

Geologische Bedeutung

Tuffschichten sind für Geologen für die Tephrochronologie von unschätzbarem Wert. Da eine vulkanische Eruption Asche fast augenblicklich (in geologischer Zeit) über ein riesiges Gebiet ablagert, wirkt eine Tuffschicht als deutlicher “Zeitmarker”. Wenn Geologen dieselbe einzigartige chemische Signatur einer Tuffschicht an zwei verschiedenen Orten finden, wissen sie, dass diese Gesteinsschichten genau gleich alt sind.

Farbe und Textur

Das Aussehen von Tuff variiert stark je nach Mineralgehalt.

• Rhyolithischer Tuff: Oft hellfarbig (rosa, blassgelb oder weiß) aufgrund des hohen Kieselsäuregehalts.
• Basaltischer Tuff: Typischerweise dunkelgrau oder schwarz.
• Karbonatit-Tuff: Seltene Varietäten können sogar ungewöhnliche Farben wie Braun oder Violett haben. Die Textur kann von feinkörnig (wie Sandstein) bis grob reichen und große Stücke von Bimsstein oder Gesteinsfragmenten (Brekzie) enthalten.

Historische und Kulturelle Nutzung

Tuff ist relativ weich und leicht zu schneiden (abzubauen), härtet aber an der Luft aus, was ihn zu einem hervorragenden Baumaterial macht.

• Rom: Ein Großteil des antiken Roms, einschließlich der Servianischen Mauer, wurde aus lokalen Tuffen (z. B. Peperino) gebaut.
• Osterinsel (Rapa Nui): Die ikonischen Moai-Statuen wurden fast vollständig aus dem verfestigten Tuff des Vulkans Rano Raraku geschnitzt.
• Kappadokien, Türkei: Die berühmten “Feenkamine” und unterirdischen Städte wurden in dicke, weiche Tuffschichten gegraben, die durch alte Eruptionen der Berge Erciyes und Hasan abgelagert wurden.