Im Erdmantel, der Gesteinsschicht unter der Erdkruste, herrschen Temperaturen von über tausend Grad Celsius und ein sehr hoher Druck. Sind Hitze und Druck hoch genug, schmilzt das Gestein und wird zu einer zähflüssigen Masse, genannt Magma. Dieses Magma dehnt sich aus und steigt nach oben. Dort sammelt es sich zunächst in Hohlräumen, den Magmakammern. Das alles geschieht aber nicht von heute auf morgen, sondern dauert Zehntausende oder Hundertausende von Jahren.

Wenn die Magmakammer voll ist und kein weiteres Material mehr aufnehmen kann, bahnt sich das heiße Magma seinen Weg nach draußen. Es dringt durch Kanäle und Spalten an die Oberfläche und tritt dort als glühend heiße Lava aus – der Vulkan bricht aus. Den Kanal, durch den das Magma nach oben quillt, nennt man Schlot, seinen Ausgang Krater.

Manche Vulkane spucken regelmäßig Lava, zum Beispiel der Stromboli in Süditalien. Seine Ausbrüche kann man täglich beobachten. Andere Vulkane bleiben Jahrhunderte lang ruhig, sind aber nicht wirklich erloschen. Oft sind ihre Krater mit Lava und Geröll verstopft. Das macht sie sehr gefährlich, denn wenn sie ausbrechen, kann es gewaltige Explosionen geben; bekannt dafür sind zum Beispiel der Vesuv bei Neapel oder der Krakatau in Indonesien. Solche explosiven Ausbrüche sprengen Millionen Tonnen von Gestein in die Luft. Die Aschewolke, die durch den Ausbruch aufsteigt, kann lange in der Luft bleiben und durch den Wind weit verteilt werden. Nur langsam setzt sich diese Wolke dann als feine Ascheschicht auf der Erde ab.

Lava, die nicht in die Luft geschleudert wird, fließt als glühend heißer Strom aus geschmolzenem Gestein vom Kraterrand herab. Wenn dieser Lavastrom abkühlt, erstarrt er zu Lavagestein. Nach und nach bauen Lavaströme, Asche und Gesteinstrümmer einen Berg um den Krater auf – den Vulkankegel.

Ein Großteil der Hitze stammt noch aus den Kindertagen der Erde, als sich Staub und Gesteinsbrocken zu einem Planeten verdichteten. Das Wort „verdichten“ klingt allerdings etwas zu harmlos: In Wirklichkeit muss man sich das vorstellen, wie viele große Meteoriteneinschläge – jeder Einschlag eine gigantische Explosion, die den jungen Planeten aufheizte und das Material schmolz.

Seitdem ist es etwas ruhiger geworden und die Erde kühlt sich wieder ab. Das tut sie allerdings äußerst langsam, die Hitze im Erdinneren kann nur sehr langsam in das Weltall entweichen. Heiße Magmaströme im zähen Erdmantel transportieren die Wärme nach oben. Dort bleibt sie unter der starren Erdkruste wie unter einem Deckel eingeschlossen. Nur langsam gibt das Krustengestein die Wärme ins Weltall ab.

Außerdem wird im Inneren der Erde immer noch Wärme nachproduziert. Das liegt daran, dass die Erde in ihrem Kern eine Menge radioaktiver Stoffe wie beispielsweise Uran besitzt. Seit der Entstehung unseres Planeten zerfallen sie und geben dabei über einen sehr lange Zeitraum Wärme ab. Dieser „Brennstoff“ reicht noch für viele Milliarden Jahre.

Auch Tsunamis können durch Vulkanausbrüche entstehen: Die Explosion der Vulkaninsel Krakatau im Jahr 1883 verursachte eine Flutwelle, die noch Tausende von Kilometern entfernte Regionen überschwemmte. Sogar Erdbeben folgen manchmal auf solch einen explosiven Vulkanausbruch. Bei diesen Beben entladen sich aufgebaute Spannungen in der Erde.

In Island löste der Ausbruch von über hundert Vulkanen in der Laki-Spalte im Jahr 1783 eine Hungersnot aus. Durch den Ausbruch gelangten giftige Gase in die Luft. Das Gift setzte sich ab und verseuchte die Schafweiden. Die Tiere starben am vergifteten Futter, geschätzte zehntausend Menschen wegen der folgenden Hungersnöte.

Den „Laki-Feuern“ auf Island folgte eine Abkühlung, die noch weit entfernt zu spüren war. Die aufsteigende Aschewolke verdunkelte den Himmel, starke Winde kamen auf und die Temperatur sank. Ganz Nordeuropa erlebte danach einen ungewöhnlich kalten Winter. Tatsächlich verändern Vulkanausbrüche das Klima. Schuld daran sind vor allem die ausgestoßenen Schwefelgase, die in der Luft feine Schwefelsäuretröpfchen bilden, die lange in der Atmosphäre schweben. Das Sonnenlicht wird von den Tröpfchen gestreut und zum Teil zurückreflektiert. Dadurch kann die Durchschnittstemperatur auf der ganzen Erde sinken.

Dünnflüssige Lava läuft ruhig und gleichmäßig aus dem Krater heraus. Sie kühlt nur langsam ab und fließt weit auseinander. So entstehen ausgedehnte Flächen oder flache Berge, die aussehen wie große Schilde. Daher haben diese Vulkane auch ihren Namen: Schildvulkane. Typische Beispiele sind die Hawaii-Vulkane mit ihren glühenden Lavaseen und Durchmessern von bis zu 400 Kilometern.

Zähflüssige Lava hingegen kommt nicht weit – sie bleibt teilweise schon im Vulkaninneren hängen und verstopft ihn. Darunter drückt weiter Magma nach oben. Der Druck steigt, bis in einer großen Explosion der Lavapfropfen aus dem Vulkan herausgesprengt wird wie ein Korken aus der Sektflasche. Lavafetzen und Gesteinsbrocken fliegen in die Luft und stürzen auf den Vulkan herab. Eine Schicht aus Asche senkt sich auf die Umgebung. Im Lauf der Zeit häuft sich so ein spitzer Berg aus Asche und Gesteinstrümmern auf, der mit jedem Ausbruch Schicht für Schicht höher wird. Bekannte Beispiele für diese Schichtvulkane sind der Ätna auf Sizilien oder der Mount St. Helens in den USA. Wegen ihrer explosiven Ausbrüche sind Schichtvulkane besonders gefährlich.

Daneben gibt es auch Vulkanexplosionen, die unterirdisch stattfinden. Wenn heißes Magma in der Tiefe mit Grundwasser zusammentrifft, verdampft das Wasser schlagartig. Der entstehende Druck ist so hoch, dass das Erdreich darüber in die Luft gesprengt wird. Übrig bleibt ein Loch in der Erdoberfläche, das wie eine Schüssel oder ein Trichter geformt ist, ein Maar. Oft sammelt sich Wasser in diesem Krater, dann entsteht ein Maarsee, wie zum Beispiel der Laacher See in der Eifel.

Wenn nach einem Vulkanausbruch die Magmakammer leer ist, kann der Vulkan darüber einstürzen. Es entsteht eine Vertiefung in der Landschaft, eine Caldera. An der Größe der Caldera lassen sich die Ausmaße der eingestürzten Magmakammer erahnen. Manche sind riesig, wie die Caldera des Ngorongoro in Tansania mit einem Durchmesser von etwa 20 Kilometern. Wenn erneut Magma aus der Tiefe aufsteigt und als Lava austritt, entsteht in der Caldera ein neuer Vulkan; man spricht dann von einem Tochtervulkan. Der Vesuv ist zum Beispiel ein solcher Tochtervulkan: Er entstand in der Caldera des Monte Somma.

Magma entsteht dort, wo Hitze und Druck im Erdinneren sehr hoch sind. Dort schmilzt das Gestein und es entsteht ein zähflüssiger Gesteinsbrei, das Magma. In unterirdischen Hohlräumen sammelt sich das Magma und fließt bei steigendem Druck nach oben bis an die Erdoberfläche. Sobald das Magma bei einem Vulkanausbruch aus der Erde quillt, heißt es Lava. Gase, die im Magma eingeschlossen waren, können dann in die Luft entweichen. Daher unterscheiden sich Lava und Magma in ihrer chemischen Zusammensetzung.

Solange die Lava heiß ist, ist sie weich und verformbar. An der Erdoberfläche kühlt die Lava langsam ab und wird fest. Danach kann sie ganz unterschiedlich aussehen, je nachdem wo und wie sie aus der Erde geflossen ist: Wenn zum Beispiel ein Vulkan unter Wasser ausbricht, kühlt die Lava sehr schnell ab. Sie formt sich dabei zu Gebilden, die wie Klumpen oder Kissen aussehen. Man spricht deshalb von Kissenlava. Andere Lavaströme sehen aus wie lange Wollknäuel und heißen darum Stricklava.

Im Lauf der Zeit bilden sich aus Lava verschiedene Gesteine. Besonders dünnflüssige Lava wird nach dem Abkühlen zu dunkelgrauem Basalt. Dieses Gestein wird oft als Pflasterstein für Straßen und Wege verwendet. Wenn Lava bei einem Vulkanausbruch in die Luft geschleudert wird und sich dabei aufbläht wie Schaumstoff, entsteht Bimsstein. Durch die eingeschlossene Luft ist Bimsstein so leicht, dass ein Stück davon auf dem Wasser schwimmen kann. Vulkanasche und Vulkanstaub, die sich verfestigen, werden zu Tuffstein. Aus Tuff sind zum Beispiel in der Vulkaneifel viele Häuser gebaut.

Besonders viele aktive Vulkane findet man rund um den pazifischen Ozean, zum Beispiel den Mount St. Helens in den USA, den Popocatepetl in Mexico und den Bezymianny in Russland. Sie alle sind Teil einer etwa 40.000 Kilometer langen Kette von Vulkanen, dem Pazifischen Feuerring. Denn rings um den Pazifik schiebt sich die pazifische Platte unter andere Platten. Beim Abtauchen der pazifischen Platte wird die Erdkruste aufgeschmolzen. An diesen Stellen sammelt sich Magma und darüber bilden sich Vulkane.

Vulkane gibt es nicht nur über, sondern auch unter dem Meeresspiegel – und die meisten sind uns noch völlig unbekannt. Diese Unterwasser-Vulkane heißen „Seamounts“, Seeberge. Zu ihnen gehören die Vulkane des Mittelatlantischen Rückens, einem riesigen Unterwassergebirge im Atlantik. Dort driften Platten auseinander und daher steigt dort ständig Magma nach oben. Manchmal erreichen die Vulkane auch die Meeresoberfläche: 1963 ist südlich von Island eine neue Vulkaninsel – Surtsey – innerhalb weniger Monate aus dem Meer gewachsen. Auch Island selbst entstand durch Vulkanismus am Mittelatlantischen Rücken.

Ganz anders verhält es sich mit den Vulkanen auf Hawaii: Diese liegen weit entfernt von Plattengrenzen, mitten auf der Pazifischen Platte. Aber unterhalb von Hawaii ist der Erdmantel besonders heiß, man nennt das einen „Hotspot“, eine heiße Stelle im Erdmantel. Hier steigt heißes Magma nach oben und kann leicht durch die Kruste brechen – dann entsteht ein Vulkan. Wenn eine Platte der Erdkruste über einen festen Hotspot hinweg gleitet, bohrt sich immer wieder ein neuer Vulkan durch die Kruste. So entsteht eine ganze Kette von Vulkanen, wie zum Beispiel die Inselkette von Hawaii. Dort ist im Moment der Vulkan Kilauea aktiv, weil er zurzeit über dem Hotspot liegt.