Hoe barst een vulkaan uit?

Een vulkaan markeert een opening waar magma, of gesmolten gesteente, het aardoppervlak bereikt in de vorm van lava en bijbehorende materialen. Terwijl veel mensen zich een kegelvormige piek voorstellen als ze aan een vulkaan denken, is er een grote verscheidenheid aan landvormen vallen in de categorie, inclusief mid-oceanische ruggen en de scheuren die grote vloedlagen uitbarsten basalt. Vulkaanuitbarstingen kunnen vrij rustig en langzaam zijn, of ze kunnen dramatisch gewelddadig en catastrofaal zijn. Hoe dan ook, ze zijn een bewijs van de stijgende onrust van de binnenaarde.

Vulkanen worden meestal gevonden op twee belangrijke locaties op de planeet: aan de grenzen van tektonische platen en op zogenaamde "hotspots", waar magma opstijgt uit veel discretere warmtebronnen in de mantel. Uiteenlopende plaatgrenzen zijn kloven waar opwellende lava verse oceanische korst vormt bij onderzeese vulkanen. Waar de ene plaat met de andere botst en eronder schuift - een proces dat 'subductie' wordt genoemd - smelt de duikplaat op een bepaalde diepte om vulkanengordels van brandstof te voorzien. Hotspots worden niet helemaal begrepen, maar ze lijken verantwoordelijk te zijn voor een deel van de planeet meest indrukwekkende landvormen, zoals de Hawaiiaanse schildvulkanen en de enorme Yellowstone supervulkaan.

Het uitbarstingsgedrag van een bepaalde vulkaan hangt grotendeels af van het gas- en mineraalgehalte van het magma dat het voedt. Gassen, vluchtige stoffen genoemd, omvatten zowel waterdamp als koolstofdioxide, zwaveldioxide en andere elementen. Deze vluchtige stoffen worden op diepte onder druk gezet en zetten uit als het magma het oppervlak nadert of bereikt. Hoe gemakkelijk gassen uit het magma kunnen ontsnappen, hangt sterk af van het aandeel silica van de stof: een silica-rijk magma is meer stroperig - dat wil zeggen, het stroomt minder gemakkelijk - en belemmert het vrijkomen van gas significanter dan een laag-silica, meer vloeibaar magma. Dus magma's die zwaar zijn in silica zijn meer vatbaar voor explosieve uitbarstingen omdat opgehoopte gassen een intense druk opbouwen. De relatieve hoeveelheid silica in lava helpt om het te classificeren: Basaltische lava bevat weinig silica; andesitische lava, intermediair; en dacitische en rhyolitische lava's zijn rijk aan silica. Deze categorieën kunnen uitbarstingsgedrag verklaren en ook de gesteenten beschrijven die uiteindelijk zijn gevormd uit verharde lava - geologische formaties die wijzen op vulkanische activiteit in het verleden.

Een vulkaanuitbarsting kan lavastromen, gassen en pyroclastica uitstoten, die het puin zijn van lava of aardkorst dat bij de explosie is verbrijzeld. Pyroclastisch materiaal, ook wel tefra genoemd, varieert van enorme blokken en bommen tot verpulverde sintels en as. Een van de meest destructieve gebeurtenissen die verband houden met explosieve uitbarstingen zijn pyroclastische stromen en pieken, soms "nuée ardente" genoemd -- Frans voor "gloeiende wolk." Pyroclastische stromen zijn snel bewegende gordijnen van verschroeiend gas en gesteente die langs de schouders van vulkaan. Langs hun marges kunnen ze golven van met gas ontstoken as opdrijven - pyroclastische schommelingen - die, in tegenstelling tot de stromen, topografische barrières kunnen opruimen en indrukwekkende afstanden kunnen afleggen. Ook formidabel zijn lahars, met water verzadigde stromen van puin - ontketend, bijvoorbeeld door snel smeltende gletsjers op de top - die door rivierdalen kunnen razen die vulkanen afvoeren.

Een algemeen categorisatieschema voor explosieve uitbarstingen noemt elk type naar specifieke vulkanen die het illustreren. Hawaiiaanse uitbarstingen zijn meestal stille stromen van basaltlava. Stromboliaanse uitbarstingen beschrijven bijna continue uitbarstingen van gasvormige lava met een gemiddelde intensiteit, vaak gekenmerkt door kleine ontploffing die lavakluiten in de lucht gooit. Vulkanische uitbarstingen zijn nog explosiever: gassen hopen zich op onder korst gebouwd door stroperige lava, en barsten uiteindelijk uit om puimsteen en een grote aswolk te spuwen. Bij uitbarstingen van Peléan komt explosieve energie vrij na het instorten van een lavakoepel; de bepalende producten zijn pyroclastische stromen en pieken. Die verzengende lawines kenmerken ook Pliniaanse uitbarstingen, uitzonderlijk krachtige gebeurtenissen die gigantische aswolken produceren en soms de ingestorte kraters die caldera's worden genoemd.