Pyroclastisch materiaal (ook wel tefra of pyroclasten genoemd) is een verzamelterm voor alle vaste fragmenten die door vulkanische explosies de lucht in worden geslingerd. Pyroclastisch materiaal bestaat uit een mengsel van gestolde lavafragmenten, glas, kristallen en gasbellen. Pyroclasten kunnen afkomstig zijn van vers magma of fragmenten van bestaand omliggend gesteente en kunnen sterk variëren in grootte, vorm en samenstelling.
Terminologie
De term pyroclastisch komt uit het Grieks, waarbij pyr “vuur” betekent en klastos “gebroken”. Samen betekent het dus “gebroken door vuur”.
Ontstaan
Pyroclastisch materiaal ontstaat vooral bij explosieve vulkaanuitbarstingen. Complexe interacties tussen de viscositeit van magma en de hoeveelheid opgeloste vulkanische gassen, waaronder waterdamp (H2O), kooldioxide (CO2) en zwaveldioxide (SO2), spelen hierbij een centrale rol.
Felsische magma, met een hoog gehalte aan siliciumdioxide (SiO2), is erg visceus (stroperig). Daardoor kunnen opgeloste gassen moeilijk uit het gesmoten gesteente ontsnappen. Wat leidt tot explosieve erupties waarbij pyroclastisch materiaal wordt gevormd. Onder hoge druk breekt het magma in fragmenten van verschillende grootte, die vervolgens door de lucht worden geslingerd. Bij rustige (effusieve) erupties komt pyroclastisch materiaal nauwelijks voor, omdat het magma dan zonder explosieve fragmentatie uitvloeit.
Indeling
Pyroclastisch materiaal wordt doorgaans op basis van grootte ingedeeld in vulkanische as, lapilli, bommen en blokken.
Vulkanische as
Vulkanische as is de fijnste fractie (< 2 mm), bestaande uit kleine stukjes verbrijzeld gesteente en glas.
Lapilli
Lapilli zijn fragmenten tussen 2 en 64 millimeter, vergelijkbaar met kleine steentjes of knikkers.
Bommen en blokken
Bommen en blokken zijn fragmenten groter dan 64 millimeter. Bommen zijn heet en vaak gedeeltelijk gesmolten tijdens het uitwerpen, waardoor ze een afgeronde vorm hebben. Blokken zijn hoekige brokken gesteente of gestolde lava.
Transportmechanismen
Pyroclastisch materiaal (tefra) kan zich op verschillende manieren verplaatsen:
Pyroclastische stromen
Pyroclastische stromen (ook pyroclastische lawines genoemd) zijn hete, zich snel voortbewegende mengsels van gas, vulkanische as en puin met snelheden tot 700 km/u en temperaturen tussen 200 °C en 700 °C. Ze kunnen bossen wegvagen en landschappen veranderen, zoals gebeurde bij de uitbarsting van Mount St. Helens in 1980.
Aswolken en pyroclastische neerslag (fallout)
Bij explosieve erupties kunnen fijne asdeeltjes kilometers hoog de atmosfeer in worden geblazen, waarbij aswolken gevormd worden. Deze aswolken kunnen honderden tot duizenden kilometers reizen voordat ze neerdalen. De resulterende pyroclastische neerslag (fallout) kan landbouw en luchtvaart ernstig verstoren.
Puinlawines (vulkanische lawines)
Puinlawines (vulkanische lawines) zijn langzamere massabewegingen van los, afgekoeld vulkanisch materiaal (zoals puin en rotsen) die van een helling schuiven. Puinlawines (ook wel rotslawines genoemd) zijn een vorm van een aardverschuiving en zijn minder verwoestend dan pyroclastische stromen, maar kunnen toch schade veroorzaken.
Afzetting en landschapsvorming
Door sedimentatie of afzetting van pyroclastisch materiaal ontstaan vulkanische lagen zoals ignimbrieten (gestolde pyroclastische stromen) en tuffen (samengeperste aslagen), die bijdragen aan de vorming van bergen en vulkanische vlakten.
Pyroclastisch gesteente
Na afzetting van los pyroclastisch materiaal (tefra) kan het door verharde processen (zoals cementatie en compactie) worden omgezet in vast gesteente genaamd pyroclastisch gesteente. Deze gesteenten bestaan uit gecementeerde vulkanische fragmenten variërend in grootte van vulkanische as tot grote bommen en blokken. Voorbeelden zijn tufsteen, breccie en agglomeraat.
- Fisher, R. V., & Schmincke, H.-U. (2012). Pyroclastic Rocks (2nd ed.). Springer.
- Branney, M. J., & Kokelaar, B. P. (2010). Pyroclastic density currents and related deposits. Elsevier.
- Branney, M. J., & Kokelaar, B. P. (2010). Pyroclastic density currents and related deposits. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 167(3-4), 150-177.
- Parfitt, E., & Wilson, L. (2015). Volcanic Ash and Pyroclastic Material: Formation and Impacts. Earth Science Reviews, 143, 42-62.
