Werkstuk over
vulkanen
Vulkanisme en
haar bronnen
Het tektonische
platen theorie
Om te kunnen begrijpen
hoe vulkanen ontstaan, moeten we terug naar de samenstelling van de aarde.
Deze bestaat uit een dichte kern met een diameter van 7000 kilometer. De
kern wordt omgeven door een 2900 kilometer dikke zone, die men mantel noemt.
Samen beslaan zij verreweg het grootste deel van de totale aardinhoud.
In het begin van
de aardgeschiedenis werd er vanuit het inwendige van de aarde warmte uitgestraald
in de ruimte, totdat de bovenste laag stolde tot een korst. De middellijn
van de aarde bedraagt een kleine 13.000 km. De korst is zeer dun, naar
verhouding zelfs dunner dan een eierschaal, want onder de oceanen is hij
slechts 8 kilometer dik en elders zo'n 50 kilometer.
Sedert zijn ontstaan
is de korst voortdurend opgerekt, geplooid, verscheurd en verschoven, waardoor
hij allerlei zwakke plekken en onregelmatigheden heeft ontwikkeld.
Onder de korst
is het onder hoge druk staande mantelgesteente (magma) nog steeds bijzonder
heet; vele geologen menen dat het plastisch genoeg is om trage convectiestromen
mogelijk te maken die oververhit materiaal omhoog voeren, waar het enigszins
afkoelt en weer gaat dalen. Op sommige plaatsen raakt het magma echter
opgesloten in een reservoir of 'magmakamer', doordat het zich daar waar
de bovenliggende gesteenten een minder zware druk uitoefenen, tot in de
korst omhoog perst. Komt het magma in zo'n kamer tot rust, dan gaan sommige
van de mineralen die het bevat uitkristalliseren, waarbij de vrijgekomen
gassen gaan uitzetten. Wordt de druk op de omringende gesteenten te hoog,
dan barst de korst boven de kamer en wordt een pijp naar de oppervlakte
gevormd, waardoorheen tijdens een vulkanische uitbarsting materiaal naar
buiten wordt geslingerd
De oceanische
korst
Er zijn twee hoofdsoorten
aardkorst. De oceanische korst en de continentale korst.
Hoewel het bestaan
van de Middenatlantische zeerug al langer dan tweehonderd jaar bekend was,
is pas sinds 1954 bekend dat deze oceanische ruggen onderdeel zijn van
een aaneengesloten systeem van 80.000 km dat in alle oceanen te vinden
is. De ruggen zijn voornamelijk onderzees, slechts op enkele plaatsen komt
ze boven de zeespiegel. Op deze plaatsen bemerk je altijd jong vulkanische
activiteiten naast de bevingen die veroorzaakt worden door de rek in de
ruggen. De ruggen worden gevormd doordat de oceanische platen bij de ruggen
uit elkaar schuiven en de ruimte ertussen opgevuld word met magma. Op de
oceaanruggen in de Atlantische en de Indische Oceaan bevind zich over een
lengte van honderden kilometers een in het midden gelegen slenkdal met
een diepte van 2 tot 3 km en een breedte van 20 of 30 km.
Ook al heeft de
rug op een schaal van enkele honderden kilometers een doorlopend karakter,
toch wordt het op heel veel plaatsen doorbroken door breukzones. Deze breukzones
zijn voornamelijk seismisch actief op de plaatsen waar ze de kruin van
de oceaanrug snijden.
Wat het meest
opvalt is dat de oceanische korst 3 tot 4 kilometer lager ligt dan de continentale
korst. Ook verschilt de samenstelling van de oceanische korst van de continentale
korst. De korst onder de oceanen kun je in drie‰n opdelen. Het bovenste
gedeelte bestaat uit een laag van maximaal 3 … 4 km dikte. In deze laag
bevind zich marine afzetting, de daaropvolgende laag met een doorsnede
van 1 tot 2,5 km bestaat uit basalt, de onderste laag van 5 km bestaat
uit gesteenten dat grabbo wordt genoemd. Daaronder is waarschijnlijk een
laag van 0,5 km met een dichtheid van 3000 kg per m3, die op vloeibaar
gesteente drijft. Al met al is de oceanische plaat relatief dun en heeft
een grote dichtheid.
De continentale
korst
In tegenstelling
tot de eenvoudige structuur van de oceanische korst is de continentale
korst opgebouwd uit regelmatige, opeenvolging van ouderdom met magmatisch
en sedimentair gesteente.
De oudste gesteenten
worden geschat op 4000 miljoen jaar oud in tegenstelling tot 250 miljoen
jaar voor de oudste gesteenten in de oceanische bodem. We moeten hierbij
natuurlijk niet vergeten dat deze wetenschappers de evolutietheorie aanhangen,
maar het is toch op z'n minst frappant. Dat betekent dat de oceanische
plaat is ontstaan na de continentale plaat en dat de oceanische plaat voordurend
vernieuwd wordt. Deze volgorde strookt ook met de scheppingsleer.
De oceaan is ontstaan
doordat midden onder de continentale plaat magma omhoog welde en zo een
scheiding begon te maken midden in de continentale plaat. Als een door
een wig werden de platen uit elkaar gedreven en het overblijfsel van dit
scheidingsproces zijn de ruggen in de oceanen, waarbij de grootste bergketens
in het niet vallen.
De dikte van de
continentale korst ligt tussen de 10 en 50 kilometer. Er schijn een verband
te liggen tussen de dikte van de korst en de ouderdom. Hoe dikker de korst
hoe ouder het gedeelte is. De korst onder de huidige bergketens kenmerkt
zich doordat het erg dik is. De dikste korst komt voor onder het Andes
en Himalaya gebergte. De dunste korsten bevinden zich daar waar de mantel
actief is. Bijvoorbeeld de oostafrikaanse slenkdalen en onder de provincies
Basin en Range in de Verenigde staten.
Hoewel de continentale
korst vaak veel dikker is dan de continentale korst is de dichtheid toch
kleiner. De gemiddelde dichtheid ligt rond de 2650 kg per m3
De drijvende
krachten
Men heeft voor
de drijvende krachten 2 modellen ontwikkeld. Het ene model zegt dat de
beweging van de platen is gekoppeld aan de beweging van de mantel en de
andere zegt dat de beweging van de mantel ontstaat doordat de platen bewegen.
De meeste geofysici
geloven het meest in het model dat zegt dat de oorzaak van de beweging
van de platen ligt in de platen zelf. Met name de subductiezones zijn daarbij
van belang. Doordat de dichtheid van de gesmolten platen groter is dan
de dichtheid van de aardmantel. De dichtheid van de gesmolten plaat wordt
nog eens met 9% vergroot door de hoge temperatuur en druk die er in de
aardmantel heerst. Waarschijnlijk wordt tevens de chemische aard van de
gesmolten plaat door de hitte en druk ook enigszins veranderd op een diepte
van omstreeks 540 km en neemt daarmee de dichtheid nog eens toe met 7,5%.
De toenemende dichtheid veroorzaakt een belangrijke kracht naar beneden.
Als je deze kracht koppelt aan de plaat die boven op de mantel drijft,
dan is te begrijpen dat er een soort tafelkleedeffect onstaat. Een tafelkleed
glijdt vanzelf van tafel als het overhangende deel maar groot genoeg is.
De schattingen van de krachten die hierbij vrij komen zijn zeer verschillend.
Men weet niet precies welke faseveranderingen de platen ondergaan en welke
mechanismen hier in het spel zijn, om over de discussie hoe deze krachten
de beweging ondersteunen of tegen werken nog maar niet te spreken. Toch
is dit het algemeen aanvaarde model.
Bij deze theorie
stuit je op een aantal onbeantwoorde vragen. Hoe kan het proces ooit op
gang zijn gebracht en hoe kan de oceaan dan ooit ontstaan zijn. Daarom
zijn er een aantal die geloven dat de platen bewegen door krachten die
vanuit de aarde komen. Het is gebaseerd op sedimenten die gevonden worden
in het magma wat bij de erupties vrij komt. Deze gevonden sedimenten (o.a.
diamant) worden op grote diepte gevormd en met de bovenstaande theorie
kan de aanwezigheid daarvan niet worden verklaard.
Een derde theorie
zegt dat de platen zich verplaatsen doordat in de mantel zoveel warmte
energie vrij komt, dat het honderd keer zoveel is als dat voor alle aardbevingen
en vulkaanuitbarstingen nodig is. Deze energie wordt omgezet in convectiestromen
waardoor de platen bewegen. Deze theorie wordt niet algemeen aanvaard.
Botsing tussen
de oceanische en continentale plaat
De botsing tussen
de platen vindt doorgaans plaats aan de kust. Er zijn twee soorten continentranden,
passieve en actieve randen
De actieve randen
gaan samen met vulkanische activiteiten en daarbij vormen zich meestal
diepzeetroggen daar waar de oceanische korst onder de continentale korst
duikt. Hoewel de oceaanbekkens in het algemeen zo'n 3 tot 5 km diep zijn
komen er diepzeetroggen voor met een diepte die de 10 km overschrijd. De
oceanische korst smelt en het magma wat daarbij gevormd wordt is in hoeveelheid
gelijk aan de hoeveelheid die bij andere processen vrij komt, want anders
zou de aarde in omvang toe nemen en voor zover men kan overzien is dit
niet het geval.
De passieve randen,
waarbij weinig of een activiteit aanwezig is, komen vooral voor aan de
continentale randen ronde de Atlantische en Indische oceaan.
De continentranden
die evenwijdig liggen aan de oceaanruggen worden gekenmerkt door rek terwijl
de randen die loodrecht op de oceaanruggen gekenmerkt worden door verschuivingen
langs elkaar. Daarbij komt nog dat bij continenten die evenwijdig met de
oceaanruggen liggen vaak breuklijnen evenwijdig met de ruggen ontstaan
waarbij een deel van de continentale plaat afbreekt en de vulkanische activiteiten
afstopt. In sommige gevallen ontstaan er koraalriffen op de continentranden,
waardoor de doeltreffendheid van deze sedimentval wordt versterkt.
De werking van
vulkanen
De bronnen
van de vulkaan
Tot voor kort
was het grootst geheim van de vulkan hun diep gelegen bronnen. In de jaren
zestig kreeg men daar dank zij de theorie van de tektonische platen voor
het eerst wat inzicht in.
Volgens deze theorie
is de buitenste laag van de aarde, de lithosfeer, een vuurdurend veranderend
moza‹ek van gigantisch grote platen, die op een asthenosfeer van heet en
vloeibaar gesteente drijven. Door de thermische convectiestromen in de
asthenosfeer worden de platen elk jaar een paar centimeter verschoven,
wat allerlei botsingen, verschuivingen en scheuren tot gevolg heeft, zoals
in vorige paragraaf beschreven.
Vulkanen zijn meestal
te vinden op twee van deze grensgebieden, de subductiezones en ruggen.
In de subductiezones schuift de ene plaat onder de andere, waarbij gedeelten
van beide platen smelten en magma naar de oppervlakte komt. Bij ruggen,
waar de convectiestromen de platen uit elkaar trekken, vult het omhoog
komende magma de aardkorst aan. Deze krachten vullen elkaar dus aan, terwijl
de asthenosfeer de ene kant van een tektonische plaat smelt, wordt de andere
kant aangevuld met gestold magma.
De meeste vulkanenpassen
binnen dit model, maar er zijn uitzonderingen op de regel. Brandpunt-vulkanen,
die midden op een tektonische plaat liggen, lijken magma te krijgen uit
een diep in de aarde verborgen hittebron die mogelijk is ontstaan door
het uiteenvallen van radioactieve isotopen. Vulkanische verschijnselen
zoals basaltstromen en zware effusies van as hebben maar weinig te maken
met de theorie van tektonische platen.
Een vulkanoloog
schreef: "Zelfs nu nog zijn de vragen waar magma vandaan komt het hoe het
onstaat de grootse raadsels."
Een spuitwater
model van vulkaanuitbarstingen
De theoretische
voorwaarden voor het ontstaan van magma zijn wel bekend. Het smelten van
gesteenten kan door drie oorzaken op gang worden gebracht; de temperatuur
verhoging, drukvermindering of de toevoeging van een bestanddeel dat het
smeltpunt van het gesteente verlaagt.
Een combinatie
van deze factoren heeft tot gevolg dat magma wordt gevormd in een gebied
waar seismische golven worden vertraagd. Dat gebied ligt 100 tot 300 kilometer
onder het aardoppervlak, maar ligt minder diep bij oceaanruggen, continentale
slenken en ook bij suductietroggen. Het gesteente is in deze zone dicht
bij het smeltpunt en door een van deze factoren kan het gesteente in grote
hoeveelheden gaan smelten.
In de theorie
van de tektonische platen komen alle drie factoren naar voren. Afzettingsgesteente
uit een plaat die onder een ander schuift en een relatief laag smeltpunt
heef, zal voor een deel in de hete aardmantel smelten; de plaat neemt op
z'n weg naar beneden ook water mee, waardoor het smeltpunt van het mantelgesteente
zakt; en belangrijker nog stuwt de plaat mantelgesteente omhoog, waardoor
de druk vermindert. Bij scheuren langs oceaanruggen of continentale slenken
worden de onderste lagen gesteente door convectiestromen verhit en omhoog
gedrukt.
De kracht van
een uitbarsting hangt af van de aanwezigheid van twee bestanddelen in het
magma: silicium en water. De hoeveelheid silicium is bepalend voor de taaiheid
van het gesmolten gesteente, terwijl het water in de magma-oplossing kan
worden omgezet in een zeer explosieve stoom.
In principe kan
een uitbarsting nog het best worden vergeleken met het opengaan van een
fles cola. In de afgesloten fles is het gas
Onzichtbaar, omdat
het onder druk opgelost blijft; als de fles rustig wordt geopend, zullen
de bellen uitzettend gas rustig en gestaag naar de oppervlakte komen zoals
ook tijdens een lichte vulkaanuitbarsting.
Als de fles wordt
geschud, raakt de cola oververzadigd met gas; wordt hij geopend, dan spuit
de cola eruit. Bij eruptie van het explosieve type is de druk op het vloeibare,
waterrijke magma zo groot dat de stoombellen exploderen.
Een overzicht
van eruptietypen
Geen twee vulkanen
zijn gelijk. Elke vulkaan heeft een eigen persoonlijkheid, die van alle
andere verschilt in structuur, eruptieve activiteit, samenstelling van
de uitgeworpen materie en levenscyclus. Desondanks hebben alle vulkanen
een kenmerk gemeen: het doorlaten en uitstoten van mantelmateriaal uit
het binnenste van de aarde via een toevoerkanaal en een uitstroomopening.
Vulkanisch gedrag
op langere termijn is iets beter te voorspellen dan op korte termijn. Bij
veel jonge vulkanen doen zich uitvloeiingen van lava voor, terwijl ze wanneer
ze ouder worden een steeds explosievere eruptietype zullen laten zien.
Tijdens een eruptieve periode neemt de kracht meestal na de eerste uitbarsting
af. Toch gaan deze regels lang niet altijd op. De eruptietypen die hier
en op de volgende pagina's worden weergegeven, dienen veeleer als toelichting
op de verschillende principes die in het spel zijn.
Als de magmahaard
van een vulkaan tot de rand gevuld is, hangt de aard van de uitbarsting
af van de hoeveelheden gassen en silicium en van de aanwezigheid van eventuele
obstakels in de kraterpijp. Als de weg vrij is sijpelt met gas verzadigde
magma naar boven, waarbij vele gasbellen worden gevormd wanneer de druk
van boven onvoldoende is om het gas in opgeloste vorm te laten. De uizettende
bellenstuwen de hele magmakolom omhoog, waarna een rustige uitvloeiing
van de lava volgt.
Maar als de pijp
wordt afgesloten door een prop of een opeenhoping van puin wordt de druk
onder dit obstakel heel hoog.
Als de afsluiting
op doorbreken staat, kan de uiteindelijke explosie door zelfs de kleinste
verandering op gang worden gebracht.
Het karakter van
de uitbarsting wordt altijd ook bepaald door de afmetingen van de kraterpijp.
Vooral de lengte is van belang. Als het magma diep vanuit de aarde komt,
schieten de gassen door de lange pijp met supersonische snelheden de lucht
in. Een eruptie dichter bij de bovenkant van de pijp, zal in horizontale
en verticale richting plaatsvinden met minder hoge snelheden.
Als een uitbarsting
is begonnen, onstaat er een kettingreactie. Door de eerste ontlading wordt
een neerwaartse druk uitgeoefend met als gevolg dat het as in de kraterpijp
in oplossing blijft. Als er dan drukontlasting optreedt, komen er door
het uitzettende gas golven magma naar boven. Het tempo van die erupties
kan soms ook toenemen doordat het snel omhoog vloeiende magma de kraterpijp
verhit en uitschuurt.
Het tempo zal
pas minder worden wanneer de vulkaan diepere lagen in de haard aanboort,
waar de taaiheid geleidelijk groter wordt. De uitbarsting kan op drie manieren
eindigen; het magma zakt weer weg; de kraterpijp wordt door rotsen afgesloten
als de druk wegvalt; of de pijp wordt afgesloten door taai, stroperig magma
dat tot een prop stolt.
Hoe hele continenten
kunnen veranderen
Hoewel zware uitbarstingen
als die van de Mont Pel‚e of de Tambora de mens vrees en ontzag bezetten,
worden zelfs deze rampen nog overtroffen door twee nogal onbekende vormen
van vulkanisme.
Volgens de leer
van de evolutie zijn zes miljoen jaar geleden, naar geochronologische maatstaven
kort geleden, in Nieuw-Zeeland hele bergen bedolven onder een smeulende
deken van as en puimsteen met een doorsnee van 120 kilometer.
Hoewel delen van
alle continenten op soortgelijke wijze zijn gevormd, heeft men er nog maar
weinig inzicht in hoe dat precies gegaan is. Aan de hand van de theorie
van de tektonische platen is er niet direct een verklaring voor te vinden
en onderzoekers hebben nog steeds geen uitbarstingen van dit type kunnen
observeren.
Basaltstromen
ontstaan waarschijnlijk boven op de buitenste aardmantel. Als er door spanning
scheuren in de aardkorst ontstaan, spuit het vloeibare magma direct naar
de oppervlakte. Vergeleken met de omvang van dergelijke uitbarstingen,
vallen alle andere vormen in het niet: in 1 week kan dan 1500 kubieke kilometer
lava omhoogkomen.
Evenals basaltstromen
hebben zware asvloeden meestal niets te maken met vulkanische bergen, hoewel
ze op kleinere schaal vaak voorkomen bij gewone vulkaanuitbarstingen. Alsvloeden
ontstaan wanneer boven een reservoir met daarin magma met een hoog siliciumgehalte
een gebied met scheuren onstaat en het magma naar de oppervlakte spuit.
Daarbij worden in tientallen meters diepe bedding meer dan 1000 kubieke
kilometer zandachtige as afgezet. Het resultaat is een soort maanlandschap.
Daarom kregen Amerikaanse astronauten vroeger een deel van hun opleiding
in zo'n gebied, in Valley of Thusend Smakes in Alaska
Montserrat
Onstaan van
het eiland
Het eiland is
onderdeel van de Caribische eilanden.Deze liggen in de atlantische oceaan.
Het ligt op16.72 graden noorderbreedte en 62.18 graden westerlengte, iets
ten zuidwesten van Antigua.
Het is ontstaan
door een onderzeese vulkaan die uitbarstte op de oceaanbodem in tegenstelling
tot de meeste van de eilanden die ontstaan zijn uit sediment van de oceaanbodem
en plaatbewegingen.
Het magma van
de onderzeese vulkaan vormde een berg op de oceaanbodem. Dit was het allereerste
begin van het eiland wat nu Montserrat genoemd wordt. Mogelijk is de vulkaan
nadat hij boven de oppervlakte verscheen gedurende een periode van eeuwen
niet actief geweest. Er heeft zich toen een tropisch paradijs ontwikkeld,
gezien het gestolde magma toch zeker niet als onvruchtbaar betiteld kan
worden.
Vervolgens kwam
de vulkaan weer tot leven en de erupties waren waarschijnlijk van dergelijke
omvang dat het grootste gedeelte van het tropische eiland in die tijd gevormd
is. De vulkaan bereikte de hoogte van 914 m. Ongeveer vijf eeuwen geleden
zijn deze erupties gestopt en er had zich een eiland gevormd van 98 km2.
Een paar honderd
jaar nadat de vulkaan gekalmeerd was trokken Europeanen met hun Afrikaanse
slaven naar het eiland in de Caribische zee en koloniseerden het.
Bij de vrede van
Breda aan het einde van de Frans-Engelse oorlog (1667) werd het toegewezen
aan Engeland, maar werd heroverd door Frankrijk. Maar in 1713 kwam het
definitief onder de Britse kroon.
Het huidige
Montserrat voor de uitbarsting
Het eiland heeft
de status van een zelfstandige kroonkolonie en besloot in 1967 geen associatie
aan te gaan met het Verenigd Koninkrijk in tegenstelling tot de naburige
landen. Het bestuur bestaat uit een Gouverneur, een Executive(uitvoerend)
Council van 6 leden en een Legislative(wetgevend) Council van 10 leden
die gedeeltelijk wordt gekozen door de bevolking. De rechtspraak wordt
verzorgd door het Oppergerechtshof van de Geassocieerde Staten van West-Indi‰.
De offici‰le taal
is het Engels. Er wordt Creools(Engels) gesproken en de hoofdstad is Plymouth.
De bevolking is hoofdzakelijk protestant en de munteenheid is Oostcaribische
dollar (waarde is een halve Amerikaanse dollar). Er wonen ongeveer 12000
mensen.
Het is een langgerekt
eiland en er zijn drie bergen. Silver hill (403 m), Central hill (740 m)
en Soufriere hills (914 m).
Het klimaat is
tropisch, met een maximumtemperatuur van 30 graden en een minimum van 23
graden. De neerslag die is gemiddeld 1400 mm per jaar. Van juni tot december
valt er bijna geen regen. Ongeveer een vijfde van het eiland is in gebruik
genomen de rest is savanne kreupelhout en bossen. De bossen zijn voor een
gedeelte gekapt voor de landbouw. Het is alleen nog te vinden op de hogere
delen van het eiland.
30 % van de bevolking
werkt vooral in de landbouw, en daarnaast in de dienstensector industrie
handel en verkeer. Ook trekt een deel van de mannelijke bevolking naar
de buureilanden. De belangrijkste bestaansbron is de landbouw. In de 19e
eeuw was vooral het suikerriet en nu de katoen het belangrijkste product.
Omdat er vrij grote risico's aan de katoenteelt zijn verbonden is men ook
tuinbouwgewassen gaan telen, zoals tomaten, wortelen en bananen.
De industrie richt
zich vooral op de landbouwproducten. Ontpitten van katoen, raffineren van
suiker, destilleren van rum en het vervaardigen van plantaardige oli‰n
zijn de voornaamste bezigheden.
De plaats van
Montserrat binnen de tektonische-platen-theorie
Montserrat ligt
op de rand van de Caribische plaat. Alle eilanden in het Caribische gebied
zijn hoogwaarschijnlijk gevormd door het orogenese proces, waarbij een
eilandenboog ontstaat.
In het geval van
montserrat schuift de Caribische plaat over de oceanische plaat. Daarbij
is de Puerto-Rico trog ontstaan. De oceanische plaat duikt onder de Caribsiche
en de sedimenten die op de oceanische plaat liggen worden door de Caribische
plaat eraf geschraapt. Deze hopen zich op in de trog die zich langs de
grens van de Caribische plaat heeft gevormd. Ook kwamen in de trog allerlei
sedimenten die van de continentale trog afbraken doordat de Caribische
plaat evenwijdig loopt met de Middenatlantische oceaanrug en er dus breuklijnen
evenwijdig met de oceaanrug ontstaan zijn. Als het proces lange tijd duurt,
zoals in het betreffende geval, dan zal er in de trog een prisma ontstaan
van sedimentair gesteente. De opeenvolging van lagen wordt jonger in de
richting van de oceaan. In het geval van een actieve eilandenboog vindt
men de breukvlakken vaak op regelmatige afstand tussen de sedimentlagen.
In het begin hebben
deze lagen sediment een geringe helling. Naarmate het proces langer voortduurt
worden zij opgestuwd tot een steile wand, waarna de aangroei uiteindelijk
een niet-vulkanische rug gevormd wordt in vorm van een boog.
Als de oceanische
plaat een moleculaire binding aan is gegaan met water, hydrateren of er
een laagje oceanisch sediment mee wordt gevoerd tot een diepte van ongeveer
100 km, dan ontstaat er een waterige vloeistof die door de wig van mantelgesteente
heen kan dringen. Hierdoor treedt smelting op en wordt de basis voor een
vulkanische eilandenboog gelegd en het moedermagma gevormd, waaruit de
gesteenten voor de eilandenboog wordt gevormd.
Het magma dat
omhoog welt in de Soufriere Hills vulkaan is gesmolten oceanische plaat,
gemengd met gesmolten sedimenten die de plaat op zijn weg naar beneden
met zich mee heeft gevoerd. Dat magma is eerst aan de oppervlakte van de
aardkorst gestold, waardoor zich een opeenstapeling van basalten is gevormd.
Naar mate de tijd verstreek onstond er door de hoge druk en warmte een
dikke korst. Tijdens dit proces ontwikkeld zich, in het geval van een vulkanische
boog, ook een vulkanisch front in de richting van het prisma dat gevormd
is door het oceanisch sediment en het sediment van de breuklijn in het
eiland.
Hoewel de vulkanische
eilandboog zich niet goed heeft kunnen ontwikkelen en er slecht en er slechts
‚‚n vulkaan is ontstaan, gaat men er toch van uit dat dit proces heeft
gespeelt bij de vorming van de Caribische eilanden.
De stoom bestaat
voor een deel uit "miljoenen" jaren oud oceaan water en voor een deel uit
neerslagwater.
Soufriere Hills
Deze vulkaan valt
onder de categorie stratovulkanen, dat houd in dat het bestaat uit verschillende
lagen lava, as en sintels. De kegel wordt verder meestal verstevigd door
lagen gestolde lava, de zogeheten sills en door verticale gangen die al
steunbalken fungeren. De centrale krater wordt vaak groter wanneer de wanden
instorten na het wegzakken van het magma. Wanneer magma zich zijwaarts
verspreidt door de flanken van een vulkaan, ontstaan er adventief of zijkraters
en spleten op de hellingen. In de Soufriere bevond zich een waterreservoir.
Toen het magma het waterreservoir bereikte, ontstond er een reusachtige
hoeveelheid stoom, zo snel dat er door de stoom een explosie onstond. Deze
explosie lijkt niet op een explosie van bijvoorbeeld van dynamiet. De stoom
onstaat uit water dat door het magma dat verdampt in zeer korte tijd, waardoor
er druk ontstaat en het gesteente gaat barsten. Als de druk zo groot is
dat de stoom door de oppervlakte breekt, worden stukken uit gesteente uit
een kraterpijp geslagen. De uitbarsting duurt uren, omdat er scheuren ontstaan
in het oververhitte gesteente waardoor er steeds meer oppervlak komt bloot
te liggen en er dus nog meer stoom wordt geproduceerd. De explosie komt
het meest overeen met een snelkookpan die barst.
Sommige vroegere
bevingen waren veroorzaakt magma dat water omzette in stoom zodat de grond
begon te schudden en bewegen, maar er sommigen zagen dit als het afblazen
van wat stoom en de vulkaan zou wel weer rustig worden naar men dacht.
In plaats daarvan kwamen er meer bevingen en de stoomafblazingen werden
de orde van de dag. Naar mate de tijd verstreek begon zich een magmahaard
(aangegeven met magma dome) te vormen vlak onder het oppervlak van
de berg, het leek misschien wel iets op een ballon. Maar hij zou niet knappen
maar langzaam inzakken want het oppervlak zou langzaam dunner en dunner
worden totdat door eigen gewicht de zaak ineenzakt en het magma naar buiten
kan treden.
Op 29 maart 1996
zakte het geheel ineen en trad het magma naar buiten met brokken puin,
gedeelten uit de kraterpijp, as en puimsteen. Deze vorm van magma wordt
pyroklastisch genoemd. Het is met recht gevaarlijk te noemen daar het uitvloeit
als water, alleen is de stroomsnelheid sneller. In een tijdsbestek van
minuten kwam er 4 tot 5 miljoen kubieke meter lava vrij dat circa 4 vierkante
kilometer van de oostzijde van het eiland bedekte. Huizen verbranden en
er kwamen 9 mensen bij om. De aswolk (aangegeven met tephra) die vrij kwam
op 25 juni bereikte een hoogte van ongeveer 10 km en bedekte het westelijke
gedeelte van het eiland inclusief de stad Plymouth. De as koelde in de
lucht af, maar had nog een vrij hoge temperatuur toen het de grond bereikte.
Bij de uitbarsting van de Versivius over Pompeii heeft de as geen
tijd gehad om af te koelen. Het was nog zo heet dat mensen die de aswolken
over zich heen kregen direct als beelden leven staan door de hitte van
het as wat eigenlijk nog vloeibaar was en stolde op hun huid. De as was
niet het enige probleem wat Montserrat teisterde. Er onstonden ook grote
modderstromen (aangegeven met lahar, wat Indonesisch is). Doorgaans ontstaan
deze stromen alleen in gebieden waar veel sneeuw en ijs ligt. De
vulkaan smelt het sneeuw en ijs en de modder die daarbij vrij komt stroomt
de berghelling af en neemt alles mee wat het op haar weg tegenkomt.
Op Montserrat
is alleen geen ijs. Maar de aswolken die ongeveer 10 km in de atmosfeer
werden gespuwd bestaan uit allemaal kleine stofdeeltjes. Om deze stofdeeltjes
condenseerde het water wat zich in de atmosfeer bevond, met als gevolg
dat het modder regende. Mede omdat modder zo zwaar is veroorzaakt het grote
schade. Daken van huizen storten in en de wegen worden onbegaanbaar.
De invloed van
de vulkaan op de omgeving
De invloed op
het klimaat
Er zijn geen aanwijzingen
dat de vulkaan op Montserrat, die al enige tijd actief is, invloed heeft
op het wereldklimaat. Tijdens de uitbarstingen die de afgelopen twee jaar
met wisselende heftigheid zijn voorgekomen, is volgens de Rijksuniversiteit
van Utrecht vulkaanstof tot ongeveer 10 kilometer hoogte en ook wel iets
hoger in de atmosfeer gekomen, maar het ging om betrekkelijk kleine hoeveelheden.
De activiteit van de vulkaan wordt nauwkeurig in de gaten gehouden, onder
andere met behulp van satellieten. Vliegtuigen die daar in de buurt komen
worden gewaarschuwd voor vulkaanstof.
Vulkanen met zeer
krachtige uitbarstingen kunnen een wolk fijn stof en gassen tot zeer grote
hoogte, soms meer dan 15 kilometer, in de atmosfeer brengen. Een dergelijke
wolk, die voornamelijk bestaat uit zwavelzuur en zwavelverbindingen kan
daar enkele jaren blijven bestaan en gedurende die periode van invloed
zijn op het weer en het klimaat in de hele wereld.
Het vulkaanstof
kan zich lang handhaven omdat boven die hoogte in de atmosfeer geen neerslag
valt, waarmee het zou kunnen verdwijnen. Bovendien komen daar vrijwel geen
verticale luchtbewegingen voor. Wel waaien er winden die het vulkaanstof
geleidelijk in horizontale richtingen over de atmosfeer verspreiden, waardoor
het na verloop van tijd ook boven onze omgeving terecht komt.
Enkele maanden
na de uitbarsting in 1991 van de vulkaan Pinatubo op de Filippijnen bereikte
het vulkaanstof ook onze omgeving. Dat vulkanisch materiaal was in ons
land te zien aan de rode schemeringsgloed kort v¢¢r zonsopkomst
en na zonsondergang. Vulkaanstof kan ook een rol spelen in de afbraak van
ozon. Wellicht zijn de lage ozonhoeveelheden die in vorige winters boven
het noordelijk halfrond zijn gemeten voornamelijk het gevolg van de Pinatubo.
Door de stofwolk kan de intensiteit van het zonlicht tijdelijk wat afnemen,
waardoor de aarde iets afkoelt. Uit onderzoek naar de gevolgen van een
aantal zeer explosieve erupties is gebleken dat de gemiddelde wereldtemperatuur
in de eerste jaren na een zeer explosieve vulkaanuitbarsting ongeveer 0,3øC
daalde.
De normale jaarlijkse
variatie van de temperatuur kan echter veel groter zijn dan de geringe
temperatuurafname veroorzaakt door een vulkaanuitbarsting. Bovendien zijn
de temperatuurvariaties op de wereld het gevolg van een grote verscheidenheid
aan processen en kunnen deze van plaats tot plaats sterk verschillen. De
invloed van een vulkaanuitbarsting op het klimaat voor een bepaald gebied
is daarom moeilijk vast te stellen en nog moeilijker te voorspellen.
Literatuurlijst
Naslagwerken:
De planeet aarde:-
Continenten in botsing (1984) -Vulkanen (1982) ú
Cambridge Encyclopedie
van aardwetenschappen (1981) ú
Een continent
drijft uiteen (1991) ú
Wereldmoza‹ek
deel 13 (1982)
Internet Artikelen:
Montserrat
Volcano Observatory: ú
Explosive event(17-9
-96) ú
chronology of
eruptive events (10-7-97)
Washington Post:
ú
Vulcano Threatens
Biggest Eruption(4-11-97)
Sustainable
Ecotourism in Montserrat:
ú The coral
reefs of montserrat, west indies: diversity, conservation, and ecotourism
(1-9-97) ú
Coral reefs of
montserrat (7-9-97) ú
Ecological impacts
of the montserrat volcamo: a pictrial account of ists effects on land and
sealife (14-9-97) ú
Blown in, Blown
off, and Blown up: the Bats of Montserrat, BWI. (21-9-97)
De telegraaf:
ú De dood
van een eiland (13-6-97) ú
Eiland Montserrat
in de greep van dreigende vulkaan (19-8-97)
Koninklijk Nederlands
Meteorologisch Instituut:
ú Vulkaanuitbarstingen
en de invloed op het klimaat (8-9-97)
Discovery online:
ú Montserrat
archive (26-3-97) ú
Trouble in paradise
(3-6-97)
Smithsonian
Institution Global Volcanism Network Bulletin:
ú Soufriere
Hills (Montserrat) Steam and ash emissions from two vents in the summit
crater v. 20, no. 7, July 1995
Cable News Network:
ú Residents
begin exodus from volcano ravaged paradise (22-8-1997)
Geschreven door
Ard-Jan Dannenberg. Commentaar emailen naar [email protected].
Niets van deze
pagina mag zonder medeweten van de auteur op welke wijze dan ook herpubliceerd
worden. |