Sporen van vulkanisme

VULKANISME
V U L K A N I S M E I S E E N V E R Z A M E L N A A M V O O R G E O LO G I S C HE P R O C E S S E N A A N HE T O P P E R V L A K , D I E
H E T G E V O L G Z I J N V A N H E T O M H O O G K O M E N V A N HE E T M A T E R I A A L U I T H E T B I N N E N S T E V A N
E E N P L A N E E T . H E T O M HO O G K O M E N D E M A T E R I A A L K A N B E S T A A N
U I T M A G M A ( G E S M O L T E N G E S T E E N T E ), M A A R O O K U I T V LU C HT I G E S T O F F E N
Z O A L S G A S S E N O F V L O E I S T O F F E N . A L S D E R G E L I JK M A T E R I A A L HE T O P P E R V LA K B E R E I K T S P R E E K T
M E N V A N E E N E R U P T I E O F U I T B A R S T I N G . W A N N E E R M A G M A O V E R HE T O P P E R V LA K U I T S T R O O M T ,
W O R D T H E T L A V A G E N O E M D . E E N E R U P T I E K A N E C H T E R V E R G E Z E LD G A A N V A N E X P L O S I E S , W A A R B I J
OOK PUIN EN AS (TEFRA OF PYROCLASTISCH MATERIAAL GENOEMD) WEGGESLINGERD OF
D E A T M O S F E E R I N G E B L A Z E N W O R D E N . O P D E P LE K V A N D E E R U P T I E K A N E E N V U LK A A N O N T S T A A N ,
W A N N E E R D E E R U P T I E E X P LO S I E F V A N A A R D I S O N T S T A A T E E N K R A T E R .
Als een lavastroom stolt, wordt het een stollingsgesteente. Gestolde lava is echter niet het enige
product van vulkanisme. Bij een vulkaanuitbarsting kunnen ook as en puin uit de hemel vallen, dat in
relatief korte tijd dikke lagen kan vormen. Dit materiaal is niet erg stabiel, zodat na een eruptie
vaak landverschuivingen of modderstromen (lahars) voorkomen.
Op Aarde komt vulkanisme vooral voor langs de randen van tektonische platen. De aard van
vulkanisme wordt bepaald door een combinatie van de ontwikkeling van het magma tijdens het
omhoog komen door de aardkorst en de omstandigheden aan het oppervlak.
SPOREN VAN VULKANISME
VULKANEN
In een gebied waar vulkanisme voorkomt kunnen veel landvormen ontstaan zijn door vulkanische
activiteit. Het bekendst zijn vulkanen, de plekken waar lava of pyroclastisch materiaal vrijkomt tijdens
uitbarstingen. Meestal bevindt zich onder de vulkaan een plek waar magma verzamelt, een
zogenaamde magmakamer. Het magma kan via een doorgang, zoals eenvulkaanpijp of een scheur
(dike), naar het oppervlak bewegen.
Meestal denkt men bij een vulkaan aan een berg met de vorm van een conus. Dit type vulkaan wordt
een stratovulkaan genoemd. Stratovulkanen hebben steile hellingen en kunnen grote hoogtes hebben.
Het zijn vaak de hoogste punten in de omgeving, zoals de Vesuvius (1281 m) in Italië of
de Merapi (2968 m) op het Indonesische eiland Java. De hellingen van een stratovulkaan bestaan uit
pyroclastisch materiaal zoals as of puin, afgewisseld met gestolde lavastromen. 1
Schildvulkanen zijn eveneens grote bergen, maar hebben de vorm van een koepel met flauwe
hellingen. Voorbeelden zijn de Mauna Loa (top 4170 m boven zeeniveau) en Mauna Kea(4205 m
boven zeeniveau) op Hawaï. De toppen van deze vulkanen liggen op 4170 en 4205 m
boven zeeniveau, maar gerekend vanaf de bodem van de oceaan zijn ze meer dan 10 km hoog. Het
volume en oppervlak van deze schildvulkanen is veel groter dan dat van de grootste stratovulkanen.
Veel schildvulkanen hebben net als stratovulkanen een krater op de top van de vulkaan. Bij
schildvulkanen kan het uitstromende lava zich vaak verzamelen in een lavameer in de krater.
Schildvulkanen zijn grotendeels opgebouwd uit gestoldelavastromen en bevatten nauwelijks
pyroclastisch materiaal. 2
ANDERE LANDVORMEN
Niet alle vulkanen zijn bergen. Sommige vormen zelfs een depressie in het landschap. Een voorbeeld
zijn maaren, diepe kraters van enkele kilometers of honderden meters doorsnee waarin soms een
meertje te vinden is. Een maar is vaak wel omringd door een ring van as en puin.
Een caldera is een grote vulkanische krater met een doorsnede van meerdere kilometers. Caldera's
kunnen meer dan een vulkaan bevatten. De grootste actieve caldera ter wereld isYellowstone in het
midden van de Verenigde Staten. Deze caldera is ongeveer 55 km breed. Van een caldera is in
Yellowstone aan het oppervlakte niet veel te zien: vanwege de enorme schaal valt de caldera pas op
luchtfoto's op.
Vulkanische kegels zijn relatief kleine (hooguit een paar honderd meter hoog) kegelvormige bergjes in
de buurt van een vulkaan. Ze hebben steile flanken en bestaan altijd grotendeels uit pyroclastisch
materiaal. Dit soort kegels wordt afhankelijk van het type materiaal waaruit ze bestaan
bijvoorbeeld sintelkegels, slakkenkegels of askegels genoemd. De meeste vulkanische kegels hebben
een krater in de top. Wanneer de krater relatief groot is en het pyroclastische materiaal in een ring om
de krater heen ligt, spreekt men van eentufring.
Een groot oppervlak bedekt met lavastromen en andere vulkanische landvormen wordt
een vulkanische vlakte genoemd. Uit het verre verleden zijn vulkanische vlakten gevormd die zo groot
zijn dat ze grote delen van continenten beslaan. Voorbeelden zijn de Deccan Traps in India of
de Siberische Trappen in Siberië. Bij de omvang van de uitbarstingen waarmee
zulke basaltvloeden gevormd werden vallen alle historische erupties in het niet.
VULKANISCHE ACTIVITEIT
* Geisers, warme bronnen, uitstoot van gassen
* effusie: lavastromen, lavafonteinen, lavameren, lava is afkomstig uit
een magmakamer waarmee de vulkaan in verbinding staat
* explosief vulkanisme, extrusie: eruptiekolommen, pyroclastische stromen, gloedwolken,
aswolken
Het belangrijkste onderscheid is tussen effusieve erupties, waarbij voornamelijk lava vrijkomt, en
explosieve erupties, waarbij pyroclastisch materiaal uitgestoten wordt. Bij veel uitbarstingen komen
beide soorten vulkanische activiteit samen voor.
Wolken heet gas en as kunnen ook zijwaarts uit een vulkaan komen en over het oppervlak bewegen.
Deze fenomenen worden pyroclastische stromen genoemd en kunnen snelheden van 180 m/s
bereiken. Bij de uitbarsting van Mount Pelée in 1902 vaagde een pyroclastische stroom door het
stadje Sant-Pierre, zodat binnen een minuut vrijwel de gehele bevolking (ongeveer 28.000 mensen)
omkwam.
* freatomagmatisch vulkanisme
* lahars en andere aardverschuivingen
Een dikke laag vulkanische as bedekte de omgeving rond dePinatubo na de uitbarsting van 1991.
PRODUCTEN VAN EEN VULKAAN
Vulkanen kunnen soms vele vierkante kilometers landoppervlak in een paar dagen met een dikke laag
materiaal bedekken. Het soort materiaal is afhankelijk van de soort activiteit. Bij effusie komt lava vrij,
dat na afkoeling kristalliseert en een stollingsgesteente vormt. Uit welke mineralen het gesteente
bestaat hangt af van de samenstelling van de lava. De belangrijkste componenten waarop lava's
worden ingedeeld zijn de hoeveelheid silica (SiO2) en alkalimetalen. Gestolde lava met relatief weinig
silica bevat mineralen als olivijn,pyroxeen, amfibool en mica. Voorbeelden zijn basalt en andesiet. Bij
relatief veel silica vormen mineralen als veldspaat en kwarts. Lava met deze samenstelling en
mineralen wordt bijvoorbeeld daciet of rhyoliet genoemd.
De producten van extrusie worden pyroclasten, tefra of ejecta genoemd. Tefra kan zowel uit klodders
lava als uit brokken vast gesteente bestaan. Vulkanologen noemen het eerste "juveniel". Aan een laag
tefra kunnen ze aan de hoeveelheid juveniele deeltjes afleiden wat de aard en het verloop van de
eruptie was. De kleinste tefradeeltjes worden as genoemd. Deeltjes van een paar cm groot
heten lapilli en de grootste brokstukken zijn vulkanische bommen.
* tufsteen, scoria
* vulkanische breccies, ignimbrieten
* afzettingen van vulkanische stromen
OORZAKEN VAN VULKANISME
Vulkanisme wordt veroorzaakt door het verschil in temperatuur tussen het binnenste van de Aarde en
de buitenkant. Dit temperatuurverschil zorgt voor een continue stroming vanwarmte en materiaal van
het binnenste van de Aarde naar buiten. Van vulkanisme spreekt men als deze energie en dit materiaal
aan het oppervlakte of in de atmosfeer vrijkomen. Het is onderdeel van een groter proces, dat begint
bij het ontstaan van magma door het smelten van gesteente en het omhoogkomen van dat magma. Er
zijn veel verschillende soorten en vormen van vulkanisme, omdat de fysieke eigenschappen van het
magma sterk kunnen verschillen. Welk type magma ontstaat wordt bepaald
door geodynamische omstandigheden. Welke soort vulkanisme voorkomt hangt daarnaast ook van de
oppervlakte-omstandigheden af.
GEODYNAMISCHE OMSTANDIGHEDEN
Het meeste vulkanisme op Aarde valt te verklaren met platentektoniek. Volgens deze theorie wordt
het aardoppervlak verdeeld in platen of schollen, die ten opzichte van elkaar bewegen. De beweging
wordt aangedreven door convectiestroming in de aardmantel. Aan het oppervlak beperkt vulkanisme
zich voornamelijk tot de randen van de platen. DePacifische Plaat (de plaat onder de Grote Oceaan)
wordt bijvoorbeeld omringd door een gordel van vulkanen, die de Ring van Vuur genoemd wordt.
Waar twee platen uit elkaar bewegen spreekt men van een divergente plaatgrens. De meeste
divergente plaatgrenzen liggen in de oceanen, bij zogenaamde mid-oceanische ruggen. Divergente
plaatgrenzen in continenten vormen langgerekte depressies in het aardoppervlak, die riften genoemd
worden. Verreweg de meeste vulkanen ter wereld zijn submariene vulkanen bij een mid-oceanische
rug, en verreweg het meeste magma dat uitbarst komt vrij bij mid-oceanische ruggen.[3]
Platentektoniek: convectiestroming in de mantel drijft het bewegen van tektonische platen aan het
oppervlak aan. Bijdivergente plaatgrenzen vindt spreiding plaats, bij convergente grenzen subductie.
Beide zorgen voor vulkanisme.
Waar twee platen naar elkaar toe bewegen, spreekt men van een convergente plaatgrens. De ene
plaat schuift op die plekken (subductiezones) onder de andere de mantel in. De meeste
actieve subaeriale vulkanen (vulkanen op het land) liggen boven subductiezones. Hoewel vulkanisme
bij subductiezones minder dan 10% van alle uitbarstende magma ter wereld levert, is dit vanuit
menselijk perspectief veel belangrijker. Ruim 80% van alle historische uitbarstingen van vulkanen vond
plaats langs convergente plaatgrenzen. 1
Een derde type vulkanisme is vulkanisme dat middenin een plaat voorkomt ("intraplaat-vulkanisme").
De oorzaak van zulk vulkanisme wordt gezocht in het omhoog stromen van heet materiaal in de
mantel (een mantelpluim). Aan het oppervlakte ontstaat een vulkanologisch actief gebied, een
zogenaamde hotspot. Een voorbeeld van een hotspot in een oceaan isHawaï. Voorbeelden op
continenten zijn de Vulkaaneifel in Duitsland, Yellowstone in de V.S. en de Chaîne des Puy in het
Franse Centraal Massief.
Op sommige vulkanische activiteit zijn meerdere situaties van toepassing. Het vulkanisch zeer
actieve IJsland ligt bijvoorbeeld zowel boven een hotspot als op een divergente plaatgrens. Op plekken
waar een subductiezone ophoudt of meerdere subductiezones samenkomen zijn vaak grote vulkanen
te vinden. Voorbeelden zijn de 3350 m hoge Etna opSicilië, de 3776 m hoge Fuji op het
Japanse Honshu of de 4835 m hoge Kljoetsjevskaja Sopka op het Russische Kamtsjatka. Deze vulkanen
hebben zowel kenmerken van subductievulkanisme als van intraplaat-vulkanisme.
Deze figuur laat voor vier verschillende geodynamischesituaties het verloop van de temperatuur
(de geotherm, rood) en de smelttemperatuur van gesteente (de solidus, groen) zien. Bijmid-oceanische
ruggen en mantelpluimen ligt de geotherm verder naar rechts t.o.v. de normale situatie,
bij subductiezonesligt de solidus vanwege de aanwezigheid van zeewater in de subducerende plaat
verder naar links. Alleen wanneer de twee curven elkaar snijden ontstaat magma. 3