Een vulkaanuitbarsting (ook wel eruptie genoemd) heeft vaak grote gevolgen voor de directe omgeving en omwonenden van de vulkaan. Zo kan een vulkaan uitbarsting dodelijke gevolgen hebben voor de mensen die op een vulkaan of onderaan een vulkaanhelling wonen. Ook wordt de natuur in de omgeving van de vulkaan vaak grote schade toegebracht bij een vulkaanuitbarsting. Op de langere duur hebben vulkaan uitbarstingen echter ook positieve gevolgen. Zo wordt bij een vulkaanuitbarsting een laagje vruchtbare vulkanische as en lava afgezet, wat vulkaanhellingen erg geschikt maakt voor akkerbouw. Maar hoe ontstaat een vulkaanuitbarsting eigenlijk?
Hoe ontstaat een vulkaanuitbarsting?
Een vulkaanuitbarsting ontstaat door een complex samenspel van geologische processen die zich diep in de aarde afspelen. Hierbij spelen de beweging van tektonische platen en de fysische eigenschappen van magma een belangrijke rol.
De aardkorst bestaat uit tektonische platen, die zich bewegen (platentektoniek) onder invloed van convectiestroming in de aardmantel. Op de grenzen van deze tektonische platen, vooral bij convergente plaatgrenzen (subductiezones), duikt één plaat onder de andere. Dit proces veroorzaakt intense wrijving en hitte, waardoor het gesteente gedeeltelijk smelt en magma vormt. Dit magma is lichter dan het omringende gesteente. En stijgt daardoor op richting het aardoppervlak. Onderweg verzamelt het zich vaak in magmakamers, waar het onder hoge druk komt te staan.
De aanwezigheid van opgeloste vulkanische gassen zoals waterdamp (H2O), koolstofdioxide (CO2) en zwaveldioxide (SO2) in magma speelt een cruciale rol. Naarmate het magma opstijgt, neemt de druk af. Waardoor in het magma opgeloste gassen ontsnappen en bellen vormen. Dit kan leiden tot een enorme drukopbouw. Wanneer deze druk de sterkte van het omringende gesteente overschrijdt, breekt het gesteente open en barst de vulkaan uit.
Daarnaast kunnen hotspots (zwakke plekken in de aardkorst) en divergente plaatgrenzen (waar platen uit elkaar bewegen) ook vulkanisme veroorzaken, maar het fundamentele mechanisme blijft het opstijgen van magma door opstapeling van druk veroorzaakt door gassen en hitte.
Typen vulkaanuitbarstingen
Er zijn verschillende typen vulkaanuitbarstingen, afhankelijk van de viscositeit van het magma en het gehalte aan vluchtige stoffen. Een eenvoudige globale indeling van vulkaanuitbarstingen is om onderscheid te maken tussen effusieve en explosieve erupties. Meer gedetailleerd kan er een onderscheid worden gemaakt tussen specifieke eruptietypen (zoals Hawaï-type eruptie, Stromboli-type eruptie en Plinische eruptie), waarover je meer kan lezen in dit artikel over soorten erupties.
Effusieve erupties
Bij effusieve erupties stroomt lava relatief rustig uit de vulkaan. Dit wordt veroorzaakt door de samenstelling van het magma die in dat geval voornamelijk mafisch (basaltisch) is. Mafisch magma heeft een relatief laag silica-gehalte (rond 45-52%). Hierdoor heeft deze magma een lage viscositeit (stroperigheid), waardoor het gemakkelijk kan stromen. Ook zien we hier weinig opgeloste gassen in de magma (zoals waterdamp, CO2, SO2), waardoor gassen rustig kunnen ontsnappen.
Door de lage viscositeit kan het magma gas bellen makkelijker laten ontsnappen zonder dat er druk opbouwt. Dit voorkomt explosieve fragmentatie. Magma stijgt met een lage snelheid op, en de uitvloeiende lava vormt vaak lavastromen en soms lavakoepels.
Explosieve erupties
Explosieve erupties worden gekenmerkt door krachtige explosies die vulkanische as, gas en pyroclastisch materiaal kilometers hoog de atmosfeer in schieten. Dit wordt veroorzaakt door de samenstelling van het magma, die in dat geval felsisch tot intermediair is. Felsisch magma heeft een hoog silica-gehalte (meer dan 63%), zoals rhyoliet en daciet. En intermediair magma heeft gemiddeld silica gehalte van 52% tot 63%, zoals andesiet. Hierdoor heeft deze magma een hoge viscositeit, waardoor het magma stroperig is en moeilijk vloeibaar. Hier zien we vaak veel opgeloste gassen, vooral waterdamp.
Door de hoge viscositeit kunnen gassen niet gemakkelijk ontsnappen en bouwen ze druk op in het magma. Wanneer deze druk te hoog wordt, veroorzaakt dit een gewelddadige explosie waarbij magma gefragmenteerd wordt. Hierbij worden vulkanische as, gas en pyroclastisch materiaal hoog de atmosfeer ingeslingerd.
