Hoe werkt een vulkaan?

Elke dag barst er ergens in het zonnestelsel een vulkaan uit. De aarde is bezaaid met actieve vulkanische kenmerken zoals de zeer actieve berg Agung op Bali, Bárðarbunga in IJsland en Colima in Mexico. Jupiter's maan Io is zeer vulkanisch en zweeft onder zijn oppervlak met zwavelhoudende lava. Saturnusmaan Enceladus heeft ook geiser-kenmerken in verband met vulkanisme , maar in plaats van uitbarsting met gesmolten gesteente zoals op Aarde en Io, spuugt het slushy-ijskristallen uit. Wat gebeurt er als een vulkaan uitbarst?

Vulkanen doen groot werk in het opbouwen van landvormen en het opnieuw opduiken van landschappen op aarde terwijl ze lava en andere materialen uitspuwen . Op aarde zijn vulkanen rond geweest sinds de planeet een baby was, en ze speelden een rol bij het creëren van de continenten, diepzee-afzettingen, bergen, vulkanische kraters en hielpen bij het opbouwen van onze atmosfeer. Niet alle vulkanen die sinds het begin der tijden zijn gestroomd, zijn momenteel actief. Sommige zijn al lang dood en zullen nooit meer actief zijn. Anderen zijn inactief (wat betekent dat ze in de toekomst opnieuw kunnen uitbarsten).

Geologen bestuderen vulkaanuitbarstingen en aanverwante activiteiten en werken aan het classificeren van elk type vulkanische landfunctie . Wat ze leren geeft hen meer inzicht in de interne werking van onze planeet en andere werelden waar vulkanische activiteit plaatsvindt.

Grondbeginselen van de vulkanische uitbarsting

De uitbarsting van Mt. St. Helens blies op 18 mei 1980 miljoenen tonnen as en gas de lucht in. Het resulteerde in verschillende doden, catastrofale overstromingen, branden, de vernietiging van nabijgelegen bossen en gebouwen, en verspreide as voor honderden kilometers rondom. USGS

De meeste mensen zijn bekend met vulkanische explosies zoals die Mt. St. Helens in de staat Washington in 1980. Dat was een dramatische uitbarsting die een deel van de berg wegblaasde en miljarden tonnen as over de omliggende staten verspreidde. Het is echter niet de enige in die regio. Mt. Hood en Mt. Rainier worden ook als actief beschouwd, hoewel niet zoveel als hun zuster caldera. Die bergen staan ​​bekend als "back-arc" vulkanen en hun activiteit wordt gestimuleerd door plaatbewegingen diep onder de grond.

De Hawaiiaanse eilandenketen werd gedurende miljoenen jaren opgebouwd door de actie van vulkanen. De meest actieve zijn op het Grote Eiland en één van hen - Kilauea - blijft dikke lavastromen wegpompen die een groot deel van het zuiden van het eiland hebben bereikt. Vulkanen barsten ook uit langs het gehele bekken van de Stille Oceaan, van Zuid-Japan tot Nieuw-Zeeland. Mt. De Etna op Sicilië is behoorlijk actief, net als de Vesuvius (de vulkaan die in 79 AD Pompeii en Herculaneum begroef).

Niet elke vulkaan bouwt een berg op. Sommige vent vulkanen sturen lava kussens uit, vooral van onderzeese uitbarstingen. Vent vulkanen zijn actief op de planeet Venus, waar ze het oppervlak plaveien met dikke, stroperige lava. Op aarde ontploffen vulkanen op verschillende manieren.

Hoe werken vulkanen?

De Vesuvius is een actieve vulkaan die de steden Pompeii en Herculaneum begraven in 79 AD. Tegenwoordig torent hij uit boven het grootstedelijk gebied van Napels, twee uur rijden van Rome in Italië. Openbaar domein (via Wikimedia Commons).

Vulkaanuitbarstingen (ook bekend als vulkanisme) zorgen ervoor dat materiaal diep onder het oppervlak kan ontsnappen naar het oppervlak en de atmosfeer. Ze zijn een manier waarop de planeet haar warmte kan afvoeren. Actieve vulkanen op aarde, Io en Venus worden gevoed door ondergrondse gesmolten gesteenten. Op aarde komen de voorraad gesmolten lava uit de mantel (de laag onder het oppervlak). Zodra er genoeg gesmolten gesteente is - magma genaamd - en genoeg druk om het naar de oppervlakte te duwen, treedt er een vulkaanuitbarsting op. In veel vulkanen stijgt het magma omhoog door een centrale buis of "keel" en komt uit de top van de berg.

Op andere plaatsen stromen magma, gassen en as door openingen die uiteindelijk kegelvormige heuvels en bergen worden. Zo'n activiteit kan redelijk stil zijn (zoals op het grote eiland Hawai'i), of het kan behoorlijk explosief zijn. In een zeer actieve stroom kunnen gaswolken uit de vulkanische caldera rollen. Deze zijn behoorlijk dodelijk omdat ze heet zijn en snel bewegen, en de hitte en het gas en doden iemand heel snel.

Vulkanen als onderdeel van de planetaire geologie

De Hawaiiaanse eilanden zijn het resultaat van een hotspot die elk eiland heeft gecreëerd toen de Pacifische plaat werd verplaatst. Soortgelijke hotspots bestaan ​​over de hele planeet. USGS

Vulkanen zijn nauw verwant aan continentale plaatbewegingen. Diep onder het oppervlak van onze planeet dringen enorme tektonische platen langzaam op en bewegen ze. Op de grens waar twee of meer platen samenkomen, kan magma naar de oppervlakte kruipen. De vulkanen van de Pacific Rim zijn op deze manier opgebouwd, waar platen samen glijden en wrijving en hitte creëren, waardoor lava vrij kan stromen. Diepzee-vulkanen barsten ook uit met magma en gassen.

De Hawaiiaanse eilanden zijn eigenlijk het resultaat van wat een vulkanische "pluim" wordt genoemd onder de Pacifische plaat. Op dit moment beweegt de Pacifische plaat zich langzaam naar het zuidoosten, en als dat gebeurt, verwarmt de pluim de korst en stuurt het materiaal naar de oppervlakte. Terwijl de plaat zuidwaarts bewoog, werd een nieuwe plek verwarmd en werd een nieuw eiland gebouwd van gesmolten lava, waardoor het naar de oppervlakte dwong. Het resultaat is de Hawaiiaanse eilanden. The Big Island is de jongste van de eilanden die boven de oppervlakte van de Stille Oceaan uitstijgt, hoewel er een nieuwere wordt gebouwd genaamd Loihi.

Naast actieve vulkanen bevatten verschillende plaatsen op aarde zogenoemde 'supervulkanen'. Dit zijn geologisch actieve regio's die bovenop enorme hotspots liggen. De bekendste is de Yellowstone Caldera in het noordwesten van Wyoming in de VS Het heeft een diep lavameer en is in de geologische tijd verschillende keren uitgebarsten.

Soorten vulkaanuitbarstingen

Een pahoehoe-stroom op het Grote Eiland van Hawai'i. Dit is dikke, ruwe lava die bijna als een "bestrating" op een landschap werkt. USGS

Vulkaanuitbarstingen worden meestal aangekondigd door aardbevingszwermen, die wijzen op de beweging van gesmolten gesteente onder het oppervlak. Zodra een uitbarsting dreigend is, kan de vulkaan lava uitspuwen in twee vormen, plus as en verwarmde gassen.

De meeste mensen zijn bekend met de kronkelig uitziende "lelie" van pahoehoe (uitgesproken als "pah-HOY-hoy"), die de consistentie heeft van gesmolten pindakaas. Het koelt erg snel af om dikke zwarte afzettingen op het oppervlak te maken. Het andere type lava dat uit vulkanen stroomt wordt "A'a" genoemd (uitgesproken als "AH-ah"). Het ziet eruit als een ontroerende stapel kolenklinkers.

Beide soorten lava hebben gassen die daarin worden meegevoerd en die ze afgeven als ze stromen. Hun temperaturen kunnen meer dan 1.200 ° C zijn. De hete gassen die vrijkomen bij vulkaanuitbarstingen omvatten koolstofdioxide, zwaveldioxide, stikstof, argon, methaan en koolmonoxide, evenals waterdamp. Ash, die zo klein kan zijn als stofdeeltjes en groot als rotsen en kiezels, is gemaakt van gekoeld gesteente en wordt uit de vulkaan gesmeten.

In zeer explosieve vulkaanuitbarstingen worden as en gassen met elkaar vermengd in wat een "pyroclastische stroom" wordt genoemd. Zo'n mengsel beweegt erg snel en kan behoorlijk dodelijk zijn. Tijdens de uitbarsting van Mt. St. Helens in Washington, Mount Pinatubo op de Filippijnen, en de uitbarstingen bij Pompeii in het oude Rome, de meeste mensen stierven toen ze werden overweldigd door zulke moordenaarsstromen.

Vulkanen zijn nodig voor planetaire evolutie

Supervolkanen, zoals die in Wyoming, liggen ten grondslag aan verschillende plaatsen op aarde. Ze hebben vaak actieve vulkanen, geiser en hete lente-activiteit en andere vulkanische kenmerken. Ze zijn slechts een deel van de grotere vulkaancollectie op planeet Aarde. USGS

Vulkanen en vulkanische stromen hebben onze planeet (en andere) beïnvloed sinds de vroegste geschiedenis van het zonnestelsel. Ze hebben de atmosfeer en de bodem verrijkt, tegelijkertijd hebben ze drastische veranderingen teweeggebracht en het leven bedreigd. Ze maken deel uit van het leven op een actieve planeet en hebben waardevolle lessen om les te geven op andere werelden waar de vulkanische activiteit plaatsvindt.