Een pyroclastische stroom (ook wel gloedwolk genoemd) is een snel bewegende stroom van heet vulkanisch gas en vulkanisch materiaal (tefra). Deze kan ontstaat tijdens de explosieve vulkaanuitbarsting, door instorten van materiaalmassa’s.
Pyroclastische stromen kunnen snelheden bereiken tot ongeveer 700 km/uur en temperaturen van rond de 1.000 °C. Waardoor ze behoren tot de dodelijkste vulkanische gevaren. Deze stromen razen bergafwaarts of verspreiden zich zijwaarts onder invloed van de zwaartekracht. Hun snelheid hangt af van de dichtheid van de stroom, de uitbarstingssnelheid en de hellingsgraad van het terrein.
Deze stromen kunnen enkele kilometers afleggen. Waarbij alles op hun pad wordt afgevlakt door hun kinetische energie en levende organismen worden verbrand.
Ontstaan
Pyroclastische stromen worden voornamelijk gegenereerd door zeer explosieve uitbarstingen, zoals Plinische erupties, Pelée-type erupties en Stromboli-type erupties. Deze explosieve eruptie typen komen name voor bij uitbarsting met een felsische (rhyolitische) magma-samenstelling bij stratovulkanen en oplevende caldera’s.
De belangrijkste ontstaansmechanismen zijn het instorten van de eruptiekolom (zoals bij Pliniaanse uitbarstingen), het instorten van een lavakoepel door de zwaartekracht, explosieve flankinstorting en gerichte ontploffing.
Instorten van de eruptiekolom
Bij een Pliniaanse uitbarsting wordt zeer veel as, gas en puin hoog in de atmosfeer geslingerd, waarbij een eruptiekolom ontstaat. Wanneer een hoge eruptiekolom onder zijn eigen gewicht instort, valt een mengsel van as, gas en pyroclastisch materiaal als een lawine met hoge snelheid langs de vulkaanhellingen naar beneden. Dit wordt vervolgens opgevolgd door hete gassen die het mengsel over het terrein voortstuwen.
Het instorten van eruptiekolommen vormt vaak de grootste bron van pyroclastische stromen.
Instorten van een lavakoepel
Lavakoepels bestaan uit taaie, stroperige lava die langzaam uit een krater stroomt en rondom de uitgang opstapelt. Door de zwaartekracht en instabiliteit van de zijden kunnen delen van deze lavakoepel instorten. Waardoor brokstukken en puin naar beneden vallen.
Explosieve flankinstorting
Hierbij stort een deel van de vulkaanflank plotseling in, door bijvoorbeeld ondermijning of verzadiging met water. Dit kan worden gezien als een speciale, vulkanische vorm van een aardverschuiving. Deze flankinstorting kan een explosieve reactie veroorzaken waarbij gas en magma vrijkomen, soms gevolgd door pyroclastische stromen.
Gerichte ontploffing
Deze ontstaan wanneer gas zich in de vulkaan opbouwt en vervolgens met grote kracht explodeert. Vaak via zwakke plekken in de vulkaanwand. Waardoor explosies in een bepaalde richting plaatsvinden.
Kenmerken en gedrag
Pyroclastische stromen bestaan uit 2 delen: een basale laag en een rookpluim. De basale laag bestaat uit vaste fragmenten zoals lava en rotsen die over de grond schuiven. Daarboven bevindt zich een opstijgende wolk van heet gas en fijn vulkanisch as die ontstaat doordat hete gassen door turbulentie en convectie omhoog stijgen. Deze wolk veroorzaakt de kenmerkende rookpluim die bij pyroclastische stromen hoort.
Het volume van pyroclastische stromen kan variëren van enkele honderden kubieke meters tot meerdere kubieke kilometers. Bij interactie met water kunnen deze stromen modderstromen produceren die lahars heten, wat het vulkanische gevaar verder vergroot. Pyroclastische stromen laten afzettingen achter zoals ignimbrieten (gelast of verdicht vulkanisch gesteente), die landschappen kunnen begraven.
Er is een variant van de pyroclastische stroom, genaamd pyroclastische surge. Het lijkt op een pyroclastische stroom, maar heeft een veel lagere dichtheid doordat het gas meer overheerst. Hierdoor is het turbulenter, kan het over water stromen en soms zelfs over heuvels en richels opstijgen in plaats van altijd bergafwaarts te stromen.
Historische voorbeelden
Historisch gezien hebben pyroclastische stromen catastrofale verwoestingen veroorzaakt. Zoals de verwoesting van Pompeii en Herculaneum in 79 na Christus door de Vesuvius. En de dodelijke uitbarsting van Mont Pelée in 1902, waarbij bijna 30.000 mensen omkwamen. Recentere voorbeelden zijn de uitbarsting van Mount Fuego in Guatemala in 2018, waarbij ongeveer 80 mensen omkwamen door pyroclastische stromen.
Hun enorme snelheid, hitte en vermogen om grote gebieden te overspoelen maken pyroclastische stromen tot één van de dodelijkste vulkanische fenomenen. Daarom is monitoring van vulkanen en evacuatieplanning in risicogebieden cruciaal om slachtoffers te voorkomen.
