Vulkanisme

Geschreven door: Laurens De Man
Illustraties: Aardrijkskundelokaal - klik op de plaatjes voor meer info of voor grotere plaatjes

 

Ofschoon de huidige vulkanen slechts een gering gedeelte van het aardoppervlak innemen, is het toch een van de belangrijkste geologische processen. Het is een proces waarbij mensen machteloos staan. Denk maar aan de hoge temperaturen waarmee dit proces verloopt. Als wij aan een vulkaan denken, denken wij alleen maar aan de buitenkant en aan de lava die uit de vulkaan komt. Maar eigenlijk gaat het vulkanische proces veel en veel verder dan dit.
Bij een vulkaan begint het grote werk al binnen in de aarde. Er zijn vele vulkanen die een eigen ‘karakter’ hebben. Sommige vulkanen zijn eens in de 400 jaar actief andere in 50 jaar en sommige zelfs om de zoveel minuten. Een groot voorbeeld van zo’n vulkaan met ‘karakter’ is de vulkaan Krakatau daar kun je later in dit verslag nog alles van lezen. Ik zal nu eerst alles op een rijtje gaan zetten om de werking van een vulkaan een beetje duidelijk te maken.

Wat is een vulkaan en waar ontstaan deze?

Een vulkaan is ontstaan door suductiezones, dit zijn plaatsen waar twee platen over elkaar schuiven. Door dit schuiven ontstaan er heel vaak scheuren en/of breuken in de aardkorst. Zodat daar het magma omhoog kan stromen, en op deze manier kan uitbarsten.

Om maar even kort samen te vatten waaruit een vulkaan bestaat, heb ik hier maar drie hoofdbestanddelen voor, deze zijn: de magmahaarden, het toevoerkanaal en de vulkaan zelf aan de oppervlakte (ook wel genoemd het eruptieapparaat).
In magmahaarden bevindt zich gesmolten gesteente (magma), deze magmahaarden zitten heel diep onder de grond. De temperatuur om steen te verbranden moet heel hoog zijn, je moet denken aan temperaturen van boven de 1000 graden Celsius. Een vulkanische eruptie ontstaat als een deel van de gasfase van het magma vrijkomt in het vloeibare magma. Bij dit proces moet de gasdruk zo hoog zijn dat zij het bovenliggende gesteente zeg maar kan optellen.
In het magma bovenin de magmahaard vormen zich hele kleine gasbelleltjes. Het magma gaat dan over in een soort van magma-gas mengsel. Door deze samenstelling gaat het gas stijgen. tijdens dit stijgen krijgen de gasbelletjes een steeds groter volume in de samenstelling. Wanneer de wanden van de belletjes breken ontstaat er een soort homogene gasfase, die onder hoge druk zich een weg naar oppervlakte baant. Het magma wat dan nog tussen de bellen zat wordt dan meegenomen naar de aardoppervlakte. Steeds dieper gelegen gedeelte van de magmahaard zullen dit proces ondergaan, omdat de gasdrukperiodiek af- en toeneemt. Door dit verschijnsel ontstaan ook de verschillende ‘karakters’ van de vulkanen, waar ik het al eerder over gehad heb in dit werkstuk.

Bij een eruptie (uitbarsting) komen er in het algemeen drie produkten uit een vulkaan, namelijk: gas, as (ook met grover materiaal zoals vulkanische bommen) en lava. Alle drie deze produkten tegelijk uitwerpen komt meestal niet voor. Sommige vulkanen spuwen voornamelijk as, gas of lava uit.
Er zijn verschillende vormen van vulkanen, hoe hij er van buiten uitziet heeft meestal te maken met het soort eruptie-mechanisme. Hiermee bedoel ik of de vulkaan voornamelijk as, gas, lava of alle drie tegelijk uitstoot. Dit hangt weer samen met:
- de chemische samenstelling van het magma,
- de temperatuur en de afkoelings snelheid van het magma,
- de druk van het gas voor de eruptie en tijdens in de magmahaard.

De produkten die de vulkaan levert zijn al hele verschillende produkten, ik zal ze even nader verklaren:

Vulkanisch gas
De hoeveelheden waarmee dit produkt wordt geproduceerd zijn enorm, en ze zijn dan ook al vanaf het begin van de eruptie aanwezig. Tijdens een eruptie is de pluim van vele kilometers, soms wel tientallen kilometers hoog, maar niemand weet de hoeveelheden waarmee het gas zich in de lucht verspreidt. Ook is niet zeker in wat voor samenstelling het zich in lucht bevindt. Men gaat uit dat het voornamelijk uit waterdamp bestaat. Maar waterdamp kan ook gevormd worden aan de oppervlakte, als het water van omliggende wateren door de hitte verdampt.


Lava
Vloeibaar gesteente net als bij magma allen magma is een mengsel van alle drie. Lava is alleen het gesteente dat door de onsettende hoge temperaturen vloeibaar is geworden. Bij de echte lava vulkanen kan je twee soorten lava onderscheiden, namelijk: Schollava en Touwlava.

Vulkanisch as, tephra of efflata
Een goede omschrijving van dit as is, het vaste materiaal wat door een vulkaan wordt geproduceerd heet samen efflata of tephra. We kunnen namelijk grote brokstukken rekenen tot as. Wanneer as verhard wordt, wordt het ook wel tufsteen genoemd. De verspreiding van de efflata wordt bepaald door de korrelgrootte van de korrel. Des te groter de korrel des te minder ver zal hij van de krater verwijderd worden. Als het efflata zo klein is dat het as genoemd mag worden. Kan het as in de bovenste kringen van onze dampkring terecht komen. En ergens aan de andere kant van de wereld weer terecht komen of zelfs in de bovenste kringen blijven. Sommige onderzoekers beweren dat deze korrels invloed hebben op de terugkaatsing van zonlicht, dus op de temperatuur op aarde. Dit is echtelijk nog nooit wetenschappelijk bewezen.

De drie belangrijkste vulkanen:

· Lavavulkanen:
Het hoofdbestanddeel want ze spuwen is magma, wat dan stolt tot lava. Door dit proces bouwt een lavavulkaan zich steeds groter.
Ze komen voor in de volgende gebieden:
- Op de oceaanbodem, bijvoorbeeld bij Hawaii en IJsland
- Op de continenten, bijvoorbeeld bij slenken en de breuken in het aardoppervlak (Centraal Massief in Afrika)

Als we kijken naar de buitenkant van zo’n lavavulkanen kun je ze duidelijk onderscheiden in twee typen, nl:

a) Schildvulkanen
Deze ontstaat door bij elke uitbarsting lava uit de krater stroomt. Deze lava die niet alleen maar een kant op stroomt, maar het lijkt wel of de centrale krater het lava symmetrisch over de kegel verdeeld. Zo zoekt de vloeibare steeds het laagste punt op en wordt de schildvulkaan bijna symmetrisch met een zeer wijde tophoek.
Schildvulkanen zijn nooit erg hoog, de hellingen zijn ook zeer flauw. De steilheid bedraagt dan ook maar enkele graden. Alleen rond de krater kan het wel tot 10 graden oplopen.



b) Spleeterupties
Deze ontstaan in de barsten of scheuren in het aardoppervlak (moeilijke benaming zijn tektonische rekspleten), deze spleten kunnen soms wel tientallen kilometers lang worden. Zo’n spleeteruptie noemen ze ook wel eens het IJsland type, omdat er honderden in IJsland voorkomen. Maar lang niet allemaal zijn actief, omdat niet ieder plekje in deze spleten een magma toevoerkanaal bevat. eruptiepunten vormen zich dan op enkele tientallen of honderden uit elkaar. Op deze punten ontstaat een kegel van 10 tot 20 meter hoog (deze kegels heten ook wel scoriakegels) uit deze kegels vloeit dan de lava. De lava vloeit wel in één stroom door de spleet, hierdoor wordt wel de indruk gewekt dat de hele spleet lava spuwt.

· Stratovulkanen
Bij dat soort vulkanen is de magma iets viskeuzer (=taaier, dikker) dan bij de lavavulkanen, door dit gaat de ontgassing iets moeilijker. Het belangrijkste van een stratovulkaan is de kraterpijp, want daarmee bereiken de vulkanische produkten de aardoppervlakte. Door het expanderende gas wordt het aardoppervlakte verwijd tot een krater. Doordat de produkt die het aardoppervlak bereiken zich ophopen op het aardoppervlak, zal de vulkaanberg na elke eruptie steeds groter worden en hierbij dan ook de krater. het hoopt zich op door afwisselende lagen efflata (as, brokstukken steen en soms lava). Hierdoor wordt de vulkaanberg soms zo hoog dat de vulkanische produkten moeite hebben om nog zo hoog in berg te komen. Hierdoor zoeken de vulkanische produkten een andere uitweg, meestal is dit naar de zijkanten van de vulkaan. Als zo’n uitweg naar de zijkant ontstaat dan heten deze adventiekraters. Deze soort kraters kunnen tegelijk met de hoofd krater in werking zijn. Maar dan spuwt de hoofd krater zeg maar alleen as of gas en de adventiekraters het magma. Het komt ook wel voor dat de adventiekraters de gehele eruptie activiteit overnemen. Dit is dan meestal wel alleen periode van de eruptie.


Het beste kun je een stratovulkaan vergelijken met een flesje fris. Als je deze openmaakt dan komt er ook het opgeloste gas vrij en neemt daarbij wat vloeistof mee in vorm van de schuim die ervan af komt, alleen bij een vulkaan stolt het schuim tot as een spuwt dit met een grote druk uit. Als je het flesje frisdrank schudt heb je misschien hetzelfde effect.

· Eruptietypen
Als je kijkt naar de verschillende eruptie typen die er bestaan zijn er een heel groot aantal zijn te onderscheiden betreft karakter van een individuele eruptie en de tijdsverloop van bepaalde erupties. Deze eruptietypen zijn vaak genoemd naar bekende vulkanen die precies dezelfde eigenschappen hebben als de vulkaan die zo genoemd wordt. Deze eigenschappen zijn: die diepte van de magmahaard en op verschillen in taaiheid van het magma (viscositeit) en ook de chemische samenstelling speelt een grote rol in het karakter van een vulkaan.
Voorbeelden van vulkaantypen:
* de Stormboli-type
*het Mt. Pelé-type
*het Vesuvius-type
* het Piliniaanse-type
* het Vulcano-type
* St. Vincent-type



Als voorbeeld zal ik een van de eruptie types even nader verklaren
Het Pliniaanse type:
De geschiedenis van veel stratovulkanen leert ons dat er zodra de kegel volgroeid is tot een kilometer, dat dan de vulkanische activiteit afneemt, zelfs tot rust is gekomen. Ondertussen loopt de druk in de magmahaard heel hoog op. Uiteindelijk ontwaakt de vulkaan (barst uit) met een zeer grote paroxysmale (=zgn pliniaanse eruptie). Deze soort van uitbarsten is zo groot dat niet de eerder gevormde top eraf geblazen wordt, maar op zo’n moment wordt er zoveel magma uit de magmahaard meegenomen naar het oppervlak. Dat na afloop van de uitbarsting er grote verzakkingen kunnen plaatsvinden in het centrum van de vulkaan. Ook wordt er in zo’n uitbarsting grote hoeveelheden tephra meegenomen naar het aardoppervlak. Deze tephra is al het vaste materiaal wat een vulkaan meeneemt naar het aardoppervlak. Deze vaste stoffen kunnen soms met zo’n enorme druk worden uitgespuwd dat deze delen soms de stratosfeer kunnen bereiken.
Er ontstaat door al deze verwikkelingen een zogenaamde caldera. Het synoniem voor caldera is een reuzekrater. Deze reuzekrater is vele maar dan ook vele malen groter dan de normale krater die er eerst was. In deze caldera ontstaan op de bodem weer kleine kraters die weer hetzelfde proces ondergaan als haar ‘moeder’

Een aantal bekende voorbeelden van bekende vulkanen die dit proces kennen:
* de eruptie van de vesuvius, waarbij de plaatsen Pompei en Herlaneum compleet werden bedolven met vulkanische produkten
* de eruptie van krakatua waarbij 36400 mensen werden bedolven en gedood. D.m.v. de paroxysmale zijn hier in een ‘vloedgolf’ alle mensen bedolven.

· Viskeuze magma’s; maaren en ignimbrietstromen
Bij dit proces wordt de lava bij eruptie gelijk al helemaal verpulverd. Er ontstaan dan zogenaamde explosie kraters (maaren) en smelttufstromen (ignimbrieten, dan mengt zich een grote hoeveelheid as en lava met het hete gas tot een aërosol die over het aardoppervlak stroomt.

Maaren,
Dit zijn, zoals al gezegd, explosiekraters waaruit het verpulverde en ook zure magma zo hoog weggeschoten is, dat zich om de krater geen vulkaan heeft kunnen vormen, maar hoogstens en lage ringwal van slakken (=afvalproducten van de vulkaan). Zo’n explosie krater vult zich meestal met water, zodat het er als een soort meertje eruit komt te zien.
Deze maaren zijn meestal maar enkele honderen meters in diameter, ondanks dat kunnen ze soms wel één kilometer groot worden.

Ignimbrieten,
Deze stroom lijkt erg op gewone lava , daarom is het pas recent dat volkanologen belangstelling hebben voor dit verschijnsel. Men werd namelijk getroffen daar het feit dat deze zure vulkanieten werden gekenmerkt door hun uitgestrektheid en door hen bijna horizontale ligging en door hun grote omvang. Dit alles wijst erop dat deze vulkanieten tijdens hen vorming een zeer geringe viscositeit bezaten.



Karakatau (het Plinaanse-type) een kort verslag van de uitbarsting in 1883

De uitbarsting van de Krakatau in 1883, vormt de grootste natuurramp in de menselijke geschiedenis. Binnen enkele ogenblikken vonden 36000 mensen de dood. Zij werden in de duisternis van een aswolk overspoeld door zeegolven van tientallen meters hoogte

De Krakatau eilanden, eerst bestaande uit de Rakata- , Dananen- en de Poboewaten vulkanen, liggen ongeveer 25 kilometers van de kust van Java. De laatste uitbarsting werd geregistreerd in 1680 en 1981. In 1878 en 1879 nam men enkele aardschokken waar. Maar die waren voor de Indische begrippen onbeduidend voor ongerustheid.

Dan op 20 mei 1883 komt de vulkaan plotseling tot leven met een explosie die 150 kilometer verderop nog hoorbaar was. Een rookpluim van 11 kilometer rijst op, maar na een week was de vulkaan weer rustig. Op 11juni volgt een tweede eruptie die langdurig aanhoudt. Eind juni is de top van de Perboewestan-vulkaan weggeblazen. Een onheilspellend gerommel is tot ver op Java te horen en de aardschokken zijn hevig.

Uiteindelijk in de morgen van 26 augustus neemt de activiteit in hevigheid toe. Een aswolk stijgt op, die de aarde tot ver in de omtrek voor twee dagen volledig zal verduisteren. Batavia, 160 km verder, wordt tijdelijk donker. Een regen van steen, puin en as daalt neer. Tegelijkertijd wijkt de zee om enkele ogenblikken later met enkele alles wegvagende golven terug te keren.
Op 27-ste begint ‘s ochtends een tweede hevige uitbarsting, tegen de middag wordt het weer minder. Op 28 augustus, om half drie ‘s nachts, echoot de laatste explosie over de Krakatau.

In 1927 zal een nieuwe aardbeving bij de Krakatau plaatsvinden, ditmaal zonder slachtoffers. Een eilandje genaamd ‘Anak Krakatau’ (Kind van Krakatau) rijst op uit zee. tegen is Anak Krakatau voortdurend actief met erupties gemiddeld om de drie jaar.