2. Vulkanen en aardbevingen

Samenvatting voor aardrijkskunde - Vulkanen en aardbevingen

Wat is een vulkaan?

We weten waarschijnlijk allemaal wel wat een vulkaan is. De definitie ervan zal je dan ook niet verbazen: een meestal bergvormige opening van een stuk aardoppervlak waaruit gesmolten gesteente, gas en brokstukken naar buiten komen. Echter zijn er verschillende manieren hoe ze kunnen ontstaan, waardoor ze ook verschillende vormen kunnen aannemen. Laten we eens kijken hoe dat zit. 

Effusieve en explosieve eruptie

Om te beginnen is het goed om te weten dat er twee soorten uitbarstingen, ofwel eruptietypes, mogelijk zijn. Ten eerste is er de effusieve eruptie. Hierbij zal er rustig vloeiende lava vrijkomen. Dit is dus de trage vorm van eruptie, waarbij de lava uit de vulkaan stroomt. Overigens noemen we gesmolten gesteente magma als het zich onder het aardoppervlak bevindt en lava zodra het boven het aardoppervlak is gekomen. 

Daarnaast is er de explosieve eruptie. Dit zal, vanzelfsprekend, met meer explosief geweld gaan. Er wordt hierbij pyroclastisch materiaal de vulkaan uitgeschoten. Pyroclastica is een verzamelnaam van allerlei gesteentefragmenten die uit de vulkaan geschoten worden, zoals brokstukken en vulkanisch as. Bij veel vulkaanuitbarstingen zal er overigens zowel effusieve als explosieve eruptie plaatsvinden, deze hoeven elkaar dus niet uit te sluiten. 

Waar ontstaan vulkanen?

De meeste vulkanen bevinden zich op tektonische plaatgrenzen (link), waar verschuivingen scheuren en gaten kunnen veroorzaken. Maar, dit hoeft niet altijd het geval te zijn. Zogenaamde hotspots kunnen vulkanisme midden op een plaat veroorzaken. Bij hotspots stijgen er vanuit de aardmantel bellen magma op richting de aardkorst. Waar deze aardkorst dan dun of zwak is, lukt het om het aardoppervlak te doorbreken, waardoor het naar buiten komt en vulkanisme kan veroorzaken. Voorbeelden van bekende hotspots zijn Hawaï, de Canarische Eilanden en de Galapagos-eilanden. Je ziet op de kaart (in de video hierboven) dat deze niet per se op een plaatgrens hoeven te liggen. 

Welke soorten vulkanen zijn er?

Laten we dan nu kijken naar de verschillende soorten vulkanen die we moeten kennen.

Spleetvulkaan

Ten eerste de spleetvulkaan. Hierbij zal er bij een divergente plaatgrens een spleet ontstaan, waardoor er vanuit de aardkorst lava naar buiten zal stromen. Aangezien de platen uit elkaar schuiven, kan de magma zonder veel weerstand doordringen tot het aardoppervlak, wat dus ook een effusieve eruptie als gevolg heeft. 

De meeste divergente plaatgrenzen bevinden zich onder de oceaan, waardoor spleetvulkanen bijna alleen te vinden zijn onder water bij zogenaamde oceaanruggen. De enige plaats waar een spleetvulkaan op het land voorkomt is IJsland. IJsland ligt namelijk boven de mid-oceanische rug, waarbij de vulkanische activiteit in dat gebied zo groot is dat het boven het wateroppervlak uit is gaan steken. Een spleetvulkaan zal doorgaans een redelijk vlak uiterlijk hebben. 

Schildvulkaan

Ten tweede dan de schildvulkaan. Schildvulkanen ontstaan vooral bij hotspots, waar de aardkorst erg dun is, dus niet per se bij plaatgrenzen. Het magma kan door spleten zonder veel weerstand doordringen tot het aardoppervlak, waardoor ook hierbij rustige effusieve erupties zullen plaatsvinden. 

De magma uit de hotspots is erg heet en dun, waardoor de lava als het uit de vulkaan stroomt langzaam afkoelt en relatief makkelijk voortbeweegt. Dit verklaart ook de vorm van de schildvulkaan, die er, je raadt het al, een beetje uitziet als een schild, door de bolling die het heeft. De lava kan zich namelijk redelijk ver uitspreiden over het aardoppervlak voordat het stolt, waardoor het grote, relatief lage vulkanen zullen zijn. Een goed voorbeeld van een schildvulkaan is te vinden op Hawaii. 

Stratovulkaan

Ten derde is er de meest voorkomende soort, namelijk de stratovulkanen. Deze ontstaan doorgaans langs convergente plaatgrenzen in de subductiezones en worden gekenmerkt door de kegelachtige vorm. Deze zijn dus doorgaans hoger dan de spleet- en schildvulkanen. 

Bij de stratovulkanen is de magma dik en stroperig, waardoor het lastig tot het aardoppervlak kan doordringen. De druk in de magmakamer moet daardoor eerst erg hoog oplopen voordat er een eruptie kan plaatsvinden. Deze hoge opgebouwde druk zal dan een explosieve eruptie als gevolg hebben, waarbij de verstopping in één klap de lucht in geblazen wordt en er in eerste instantie een regen van stenen en as ontstaat. 

Ook zal er dus stroperige lava naar buiten komen, maar aangezien dit snel afkoelt en niet soepel voortbeweegt, zal dit al snel rondom de krater stollen, wat de steile helling van de vulkaan verklaart. De vulkaan is dan ook opgebouwd uit lagen van pyroclastisch materiaal, dus stenen en as, en lagen van gestold lava. De Cotopaxi in Ecuador is een goed voorbeeld van een stratovulkaan.

Caldera

Ten slotte hebben we dan de caldera’s. Dit zijn grote kraters van oude stratovulkanen waar opnieuw vulkanische activiteit plaatsvindt. De kraters kunnen op twee manieren ontstaan, beide als gevolg van een explosieve eruptie waarbij grote hoeveelheden pyroclastisch materiaal de vulkaan uitgeschoten wordt. Ten eerste kan er zo veel materiaal vanuit de vulkaan zijn geschoten dat het dak van de magmakamer niet meer ondersteund wordt, waardoor het in elkaar valt. 

Ten tweede kan de eruptie zo explosief zijn dat het ervoor zorgt dat het hele dak eraf knalt. In beide gevallen blijft er een grote krater over. Hier kan dan zelfs een kratermeer ontstaan. Maar, als er vervolgens opnieuw vulkanische activiteit plaatsvindt in de krater, dan spreken we van een caldera. Deze kunnen overigens ook weer op twee manieren gevormd worden. Ten eerste kan er een nieuwe vulkaan boven op de krater ontwikkelen, zoals bij de Vesuvius in Italië. Ten tweede kan de hele top van de oude vulkaan eraf geknald worden bij de nieuwe eruptie, zoals bij Mount Saint Helens in de VS.

We spreken overigens van een slapende vulkaan wanneer er voor langere tijd geen meetbare vulkanische activiteit meer plaatsvindt, en van een dode vulkaan als er helemaal geen magmahaard meer onder de vulkaan ligt, bijvoorbeeld omdat de onderliggende hotspot is verschoven door platentektoniek. 

Wat is een aardbeving?

Een aardbeving is een schokkende of trillende beweging van de aardkorst. Ze vinden plaats doordat er plotseling veel energie vrijkomt op een bepaalde plek in de aardkorst. Deze energie zal zich dan vanuit deze plek in golfbeweging voortplanten naar de omgeving, wat een trilling veroorzaakt. Het hypocentrum is dan de plek onder de aardkorst waar de beving ontstaat. Het epicentrum is de plek daar recht boven, op het aardoppervlak. Hier wordt aardbeving het heftigst gevoeld. 

Kracht van aardbevingen meten

Hoe krachtig een aardbeving is, kunnen we meten aan de hand van de schaal van Richter. Hiermee wordt in een getal uitgedrukt hoeveel energie er vrijkomt bij een aardbeving, wat wordt gemeten aan de hand van de sterkte van de trillingen. Het getal waarmee we het uitdrukken wordt de magnitude genoemd. Dit is de kracht van de aardbeving in verhouding tot andere aardbevingen. 

Maar let op, het is een logaritmische schaal met grondtal 10. Dat betekent dat als de magnitude 1 hoger is, dat de aardbeving 10 keer zo krachtig is. Een aardbeving met magnitude 6 is dus 10 keer zo krachtig als eentje met magnitude 5. En eentje met magnitude 7 is dus 10 keer 10 is 100 keer zo krachtig als eentje met magnitude 5. 

Intensiteit van aardbevingen meten

De intensiteit van een aardbeving kunnen we meten aan de hand van de schaal van Mercalli. Met de intensiteit bedoelen we dan wat er daadwerkelijk wordt waargenomen door de getroffenen, dus de effecten op bijvoorbeeld mensen, voorwerpen, gebouwen en het landschap. 

Deze schaal is opgebouwd uit intensiteitsgraden, die lopen van 1 t/m 12, in Romeinse cijfers. Zo zien we hier (zie video) schaal 2, waarbij nauwelijks iets wordt gevoeld, schaal 6, waarbij er lichte schade is en schrikreacties en er voorwerpen omvallen in huis, en schaal 12, waarbij er algemene verwoesting zal plaatsvinden. Er komen scheuren in rotsen en het hele landschap verandert. 

Hoe ontstaan aardbevingen?

Natuurlijke aardbevingen zijn over het algemeen een gevolg van verschuivende platen, platentektoniek ook wel. Het hypocentrum en bijbehorende epicentrum van een aardbeving zal dus doorgaans ook bij een plaatgrens liggen. De bevingen ontstaan doordat de platen die tegen elkaar of langs elkaar bewegen dat niet geleidelijk kunnen doen. De platen willen een kant op, maar er is weerstand vanuit de andere plaat, waardoor er een grote spanning wordt opgebouwd, en wanneer die spanning dan teveel wordt, schieten ze in één klap een kant op, waarbij heel veel energie vrijkomt en er dus een aardbeving plaatsvindt.  

Bij convergente, dus naar elkaar toe bewegende plaatgrenzen, zijn de aardbevingen het heftigst. Transforme, dus langs elkaar bewegende plaatgrenzen, kunnen ook heftige aardbevingen teweegbrengen. Bij divergente, dus van elkaar weg bewegende plaatgrenzen, zijn er mogelijk ook aardbevingen, maar deze zijn een stuk minder krachtig. 

Tsunami’s

Een beving onderwater noemen we overigens ook wel een zeebeving. Een zeebeving kan dan een tsunami veroorzaken. Dit is een extreem hoge golf vanuit de zee die een kuststrook overspoelt. Dit kan dus veroorzaakt worden door een zeebeving, waarbij een grote hoeveelheid water omhoog wordt geduwd, en een grote golf veroorzaakt. 

Als deze golf bij de oplopende kust aankomt, wordt het water nog meer omhoog duwt, waardoor de golf wel tientallen meters hoog kan worden als het aan land komt. Dit kan mega destructief zijn als daar mensen wonen. In 2004 was er bijvoorbeeld een zeebeving in de Indische Oceaan die een tsunami veroorzaakte, die meer dan 200 duizend doden als gevolg had. Erg gevaarlijk dus.