Een Plinische eruptie (Pliniaanse eruptie) is het meest krachtige en explosieve eruptietype binnen de magmatische erupties. De enorme eruptiekolommen maken deze erupties tot wellicht de meest spectaculaire van alle eruptietypes. Deze erupties starten met een zeer heftige explosie. Waarbij een hoge staafvormige eruptiekolom van hete gassen, puimsteen, as en vulkanisch materiaal hoog de atmosfeer in wordt geblazen. Deze verticale eruptiekolom kan soms een hoogte bereiken van meer dan 45 kilometer.
Pliniaanse uitbarstingen zijn vergelijkbaar met zowel Vulcano-type erupties als Stromboli-type erupties, wat betreft de aanwezigheid van een eruptiekolom en explosiviteit. Behalve dat Pliniaanse uitbarstingen aanhoudende uitbarstingskolommen creëren, in plaats van afzonderlijke explosieve gebeurtenissen.
Er wordt een onderscheid gemaakt tussen drie vormen van Pliniaanse erupties (in oplopende kracht en impact):
Deze indeling wordt gemaakt op basis van de eruptiekolomhoogte, het volume uitgestoten vulkanisch materiaal en de Vulkanische Explosiviteitsindex (VEI). Plinische erupties worden vaak geassocieerd met een hoge VEI-waarde, wat een maat is voor de explosieve kracht van een vulkaanuitbarsting.
Sub-plinisch
Sub-pliniaanse erupties zijn de “lichtere” variant van Plinische erupties, maar nog steeds explosief en gevaarlijk. Ze zijn iets minder krachtig dan volledige Pliniaanse erupties maar vertonen veel van dezelfde eigenschappen. Ze produceren ook een aswolk en pyroclastische stromen. Maar de eruptiekolom is lager (5 tot 20 km hoog) en het volume van het uitgestoten vulkanisch materiaal is minder groot (minder dan 1 km3). Met een VEI-waarde tussen 3-4 zijn ze minder krachtig dan de volledige Plinische erupties. Toch kunnen Sub-plinische erupties ook gevaarlijk zijn en aanzienlijke hoeveelheden as en puimsteen produceren.
Plinisch
Pliniaanse erupties vormen het klassieke voorbeeld van dit eruptietype. De eruptiekolom reikt tot hoog in de atmosfeer (variërend van 20 km tot 40 km hoogte) en bereikt dus zelfs de stratosfeer. Daarbij kan het uitgestoten volume 1 tot 10 km3 bedragen. Ze hebben een VEI-waarde van 4-5 en brengen grote hoeveelheden gas, as en pyroclastisch materiaal (tefra) voort. Vaak hebben ze ernstige lokale en regionale effecten.
Ultra-plinisch
Ultra-pliniaanse erupties zijn uitzonderlijk krachtig en zeldzaam. Deze erupties zijn veel groter dan gewone Pliniaanse erupties en kunnen enorme hoeveelheden magmatisch materiaal uitstoten. De eruptiekolommen kunnen nóg hoger reiken (meer dan 40 kilometer). Het volume uitgestoten materiaal is enorm en overstijgt vaak 10 km3. Deze erupties scoren hoog op de VEI-schaal (6-8).
Dergelijke erupties kunnen door hun omvang en effect zelfs wereldwijde klimaatveranderingen veroorzaken. Ze brengen namelijk enorme hoeveelheden vulkanische as en gassen in de stratosfeer. Deze as- en gasdeeltjes (zoals zwaveldioxide) kunnen tot enkele jaren in de stratosfeer aanwezig blijven en daar zonlicht reflecteren. Wat een afkoelend effect heeft op het klimaat.
| Eruptie type | Hoogte eruptie-kolom | Volume uitgestoten materiaal | VEI-score | Kenmerken |
|---|---|---|---|---|
| Sub-plinisch | 5-20 km | < 1 km3 | 3-4 | Minder explosief, lagere aswolk, beperkte pyroclastische stromen |
| Plinisch | 20-40 km | 1-10 km3 | 4-5 | Explosief, hoge aswolk, zware pyroclastische stromen |
| Ultra-plinisch | > 40 km | > 10 km3 | 6-8 | Zeer krachtig, massale aswolken, mondiale klimaatimpact |
Naamgeving
De term Plinische eruptie (ook wel “Pliniaanse eruptie” of “Plinius-type eruptie” of “Vesuviaanse eruptie” genoemd) is vernoemd naar Plinius de Jongere. Hij beschreef (in een beroemd verslag) de uitbarsting van de Vesuvius in het jaar 79 na Christus. Waarbij zijn oom Plinius de Oudere om het leven kwam. Bij deze vulkaanuitbarsting werden de Romeinse steden Pompeii en Herculaneum volledig verwoest.
In zijn verslag beschrijft Plinius de Jongere de eruptiekolom als een wolk die lijkt op een hoge pijnboom met een smalle stam en uitlopende takken van as en gas. Uit zijn nauwkeurige verslag is het karakteristieke eruptiegedrag van dit type erupties op te maken, namelijk hoge, stabiele eruptiekolommen en explosieve uitstoot van as, puimsteen en gassen.
Magmasamenstelling
Het magma dat bij een Plinische eruptie vrijkomt is gasrijk en bevat een hoog silica-gehalte (dacitische tot rhyolytische samenstelling). Dit maakt het magma zeer stroperig, waardoor gassen moeilijk kunnen ontsnappen. Door deze stroperige aard stroomt de lava moeilijk weg, waardoor lavastromen meestal beperkt zijn en er lavakoepels kunnen ontstaan. Deze hoge viscositeit (stroperigheid) leidt ook tot een grote drukopbouw in de magmakamer. Wat uiteindelijk zorgt voor een krachtige explosie wanneer deze opgebouwde druk plotseling vrijkomt.
Kenmerken van Pliniaanse erupties
Een Plinische eruptie ontstaat door de plotselinge explosieve ontlading van gasrijke magma onder hoge druk. Wanneer de opgebouwde druk in de magmakamer te groot wordt, barst de vulkaan uit in een enorme explosie. Hierbij wordt gesteente verpulverd en in de lucht geslingerd, terwijl tegelijkertijd giftige gassen vrijkomen. De grote hoeveelheden vulkanische as en gassen creëren een zeer hoge eruptiekolom. Deze eruptiekolom vormt een soort grote, paddestoelvormige aswolk die een hoogte van 10 km tot 45 km kan bereiken. Deze askolom is vanaf vele kilometers afstand te zien.
De explosieve ontlading en vorming van een askolom gaan gepaard met harde geluiden en frequente bliksem. Deze vulkanische bliksem wordt veroorzaakt door elektrische ladingen die in de eruptiekolom worden gegenereerd. Deze elektrische lading ontstaat door de hoge dichtheid van langs elkaar bewegende asdeeltjes.
Zolang het vulkanisch materiaal en de hete gassen genoeg energie leveren om tegen de zwaartekracht in te stijgen, gaat de eruptiekolom stabiel omhoog. Als dit niet meer lukt, kan de eruptiekolom instorten. Instorting van de eruptiekolom kan gevaarlijke en destructieve pyroclastische stromen genereren. Deze gloedhete, snel bewegende lawines van gas en puin kunnen zich met hoge snelheden (tot 700 km/uur) tot tientallen kilometers van de vulkaan verspreiden.
Tijdens de eruptie valt er meestal een dikke laag vulkanische as in de wijde omgeving neer. Deze asregen kan gebieden van tientallen tot honderden vierkante kilometers bedekken, met afzettingen die soms meters dik kunnen zijn.
Aan het einde van de eruptie kan het volume uitgestoten magma zo groot zijn, dat het de magmakamer uitput. Zo kan aan het einde van een grote Plinische eruptie de top van de vulkaan instorten, in de lege magmakamer. Waardoor een grote komvormige depressie (caldera) ontstaat.
Eruptieduur
Pliniaanse erupties kunnen variëren van enkele uren tot dagen of zelfs maanden. Langdurige uitbarstingen leiden vaak tot uitputting van de magmakamer. Wat vaak leidt tot instorting van de vulkaantop en de vorming van een caldera.
Geologische context
Dit eruptietype komt vooral voor bij stratovulkanen, die bestaan uit gelaagde opeenhopingen van lava en as. Deze vulkanen vormen zich vooral boven subductiezones, waar de magmakamer ontstaat door het gedeeltelijk smelten van de aardmantel en aardkorst.
Bekende erupties en vulkanen
Plinische erupties zijn bekend vanwege hun destructieve kracht. De archetypische Plinische eruptie is die van Vesuvius (79 na Christus) Italië ten zuidoosten van Napels, met een VEI-waarde van 5. Deze eruptie bedolf de Romeinse steden Pompeii en Herculaneum onder een dikke laag vulkanische as. En vormde de basis voor de naamgeving van dit eruptietype. Een andere bekende Plinische eruptie is die van Mount St. Helens (1980) in de staat Washington (Verenigde Staten), met een VEI-waarde van 5. Bij deze eruptie ontstonden enorme pyroclastische stromen en een uitbarstingskolom tot 24 km hoogte.
Bekende Ultra-plinische erupties zijn die van Krakatau (1883) in Indonesië met een VEI-waarde van 6 en Tambora (1815) in Indonesië met een VEI-waarde van 7. Deze erupties gingen beide gepaard met enorme volumes aan vulkanisch materiaal materiaal en hadden wereldwijd merkbare effecten op het klimaat. Een andere beroemde Ultra-Plinische eruptie is die van Pinatubo (1991) op het Filipijnse eiland Luzon met een VEI-waarde van 6. Deze eruptie produceerde een 40 km hoge eruptiekolom en had een meetbare tijdelijke wereldwijde klimaatinvloed.
Vulkanische gevaren
Plinische erupties zijn zeer explosief en verantwoordelijk voor enkele van de meest dodelijke en verwoestende vulkaanrampen in de geschiedenis.
Instorting van eruptiekolommen genereert pyroclastische stromen. Die zich met snelheden tot 700 km/u voortbewegen en alles wat op hun pad komt verwoesten. Deze pyroclastische stromen zijn bijzonder gevaarlijk en verantwoordelijk voor de meeste dodelijke slachtoffers bij Pliniaanse erupties.
Een ander zeer dodelijk verschijnsel dat kan optreden bij dit type erupties zijn lahars. Een lahar ontstaat wanneer pyroclastisch materiaal (tefra) en vulkanische as door regen, smeltwater of een leeglopend kratermeer wordt vermengd tot een krachtige vulkanische modderstroom. Dit smeltwater kan afkomstig zijn van sneeuwbanken of ijsafzettingen op de top van de vulkaan. Deze modderstromen, met de consistentie van nat beton, verplaatsen zich met een snelheid tot 100 km/u.
Enorme aswolken kunnen kilometers ver worden verspreid en de luchtvaart verstoren. Binnen de eruptiekolom kunnen elektrische ontladingen in de vorm van vulkanische bliksem ontstaan, doordat vele asdeeltjes langs elkaar bewegen. Wanneer de vulkanische as in deze aswolken neerslaat als asregen in bewoonde gebieden, kunnen zich en dikke aslagen vormen. Deze asregens kunnen vervolgens schade veroorzaken aan gezondheid, infrastructuur en landbouw. Ook de grote uitstoot van giftige vulkanische gassen kan dodelijk zijn voor mensen en dieren in de omgeving.
Bovendien kunnen klimatologische effecten optreden bij een Plinische eruptie, doordat de vulkanische as en gassen (in aswolken) hoog in de atmosfeer terecht komen en zonlicht blokkeren. Wat mogelijk kan leiden tot tijdelijke regionale of mondiale afkoeling.
