Vulkanen zijn onderling zeer verschillend. Er zijn kleine, heel grote,

platte, kegelvormige en ook spleetvormige vulkanen. We vinden ze

op land, op geïsoleerde eilanden midden in de oceaan, onderzees

en zelfs kennen we vulkanen die door dikke lagen gletsjerijs bedekt

zijn. Kortom, de wereld van vulkanen is veelzijdig en fascinerend,

de gesteenten die daarbij ontstaan niet minder.

Op aarde komen duizenden vulkanen voor. Daarvan komen er per jaar

ongeveer 60 tot uitbarsting. Meestal betreft het kortdurende, niet al te

hevige erupties, die vaak het nieuws niet eens halen. Sommige

vulkaanuitbarstingen daarentegen zijn indrukwekkende gebeurtenissen die met

enorme verwoestingen gepaard gaan. Die vormen wel nieuws, vaak

dagen achtereen, vooral als ze gevolgen hebben voor het vliegverkeer.

Gelukkig komen deze uitbarstingen maar zelden voor.

Op verschillende plaatsen in de oceanen komen groepen vulkanische eilanden voor. Ze stoelen op basaltisch magma dat vanuit grote diepte in de aarde naar de oppervlakte komt. Gezien de ouderdom en de duur van het vulkanisme denkt men aan hotspots. Niet alleen de Canarische eilanden, die van Hawaï, maar ook de Galapagos-eilanden zijn ontwikkeld rond hotspots.	Een parasitaire krater op de helling van de hoofdvulkaan op het grote Galapagos eiland Isabela. Het uitgestoten materiaal is basaltisch. De rode kleur van de scoria komt door oxidatie.

Vulkanen vormen heel vaak kegelvormige heuvels van maar enkele

honderden meters hoog. Andere daarentegen vormen grote, bergachtige

massieven van vele kilometers hoogte. De hoogste berg in Europa is

zelfs een vulkaan. Het is de 3700 meter hoge Teide op het Spaanse

eiland Tenerife, een van de Canarische eilanden. Vanaf de bodem van

de Atlantische Oceaan is de Teide ruim 7,5 kilometer hoog.  Maar het kan nog hoger. De Mauna Loa op Hawaï is de hoogste vulkaan op aarde. Vanaf de zeebodem rijst

deze ca. 10 km omhoog!

De Teide op het Canarische eiland Tenerife is een van de bekendste vulkanen van Europa. De met sneeuw bedekte top is 1500 meter hoog. De vulkaankegel heeft zich na de laatste zeer grote uitbarsting op de bodem van de caldera Las Canadas ontwikkeld. Gerekend vanaf de zeebodem is de vulkaan 7.5km hoog, een van de hoogste ter wereld.

Vulkanen zijn opgebouwd uit materiaal dat in lagen boven elkaar is

afgezet. Vaak is er een verband tussen de samenstelling van het

magma  en de vorm van de vulkaan. Onder een vulkaan bevindt zich

een magmareservoir, dat doorgaans magmakamer genoemd wordt.

Vanuit de magmakamer loopt een pijp- of spleetvormige verbinding naar de

kratermond van de vulkaan. Een vulkaan barst doorgaans pas uit als

het 600 – 1600 graden hete magma onder hoge druk zich een weg naar

boven en naar buiten baant. Vulkanen kun je vergelijken met een

veiligheidsventiel op een snelkookpan. Wordt de druk te hoog dan

ontsnapt met veel lawaai uit de pan stoom, net zo lang tot de druk

weer onder een bepaalde waarde komt. Bij vulkanen komt behalve stoom

ook een massa ander materiaal mee naar buiten.

Model van een vulkaan. De verplaatsing van magma in de magmakamer onder de vulkaan gaat vaak gepaard met talrijke aardbevingen.

Magmakamers onder vulkanen zijn doorgaans gecompliceerd van bouw

en vorm. Het zijn verzamelplaatsen van magma.  Ze kunnen zich op

grote diepte bevinden, op de overgang van mantel naar aardkorst, maar

kunnen ook op een veel hoger niveau in de aardkorst voorkomen, zelfs

tot vrij dicht onder het aardoppervlak.

Afhankelijk van de wijze hoe en met welke snelheid magma in de

aardkorst opstijgt, kent een magmakamer een of meer toevoerkanalen

naar het aardoppervlak. Ook de samenstelling van het magma

beïnvloedt de vorm van een magmakamer.

Verschillende geologische processen kunnen oorzaak zijn dat gesmolten

gesteente in de aardkorst opstijgt. Magma is een gesteentesmelt dat

afhankelijk van de samenstelling meer of minder vloeibaar is. Magma rijk

aan kiezelzuur is zeer stroperig van karakter. Deze zogenoemde ‘zure’

magmatypen kunnen door hun taaivloeibaarheid een stevige gesteenteprop

vormen in de vulkaanpijp. Ook kunnen ze in de aardkorst horizontale

magma-opeenhopingen (sills) en koepelvormige opeenhopingen (laccolieten)

vormen.

Basaltische lava is door zijn hoge temperatuur en zijn lage gehalte aan kiezelzuur dunvloeibaar. Lavastromen van basalt kunnen kilometers lang zijn. Als de lava grotendeels ontgast is vloeit het rustig uit, waarbij soms prachtige stollingsstructuren ontstaan.	Door zijn andere samenstelling (andesitisch) is de lava in de krater van de vulkaan Kelut op het Indonesische eiland Java zeer taai. In de krater vormt zich een dome die aan de buitenzijde gestold is en daar voortdurend afbrokkelt, waardoor de vurige, nog vloeibare lava zichtbaar wordt. Vooral 's nachts vormt dit een spectaculair gezicht.

Magmatypen die rijk aan ijzer- en magnesiumhoudende bestanddelen zijn,

zoals basaltisch magma, komen van grotere diepte. Deze zijn vaak veel heter

en stromen ook veel makkelijker. Basaltisch magma vormt onderaards rond

vulkanen vaak zwermen van (sub)verticale gangen waarin het magma meest

als diabaas is uitgekristalliseerd. Diabaas is als zwerfsteen niet zeldzaam.

In Scandinavië zijn deze diabaasgangen vaak het enige dat van de vroegere

vulkanen is overgebleven.

Amygdaloïdale Oslobasalt - Zwerfsteen van Werpeloh (Dld.). Basalt is door zijn snelle afkoeling aan de atmosfeer gestold tot een zeer fijnkorrelig gesteente. Soms zit het vol met kleine holten van gas dat tijdens het vastworden niet meer kon ontwijken. In geologisch oude basalten, zoals deze Permische Oslobasalt, zijn de gasblaasjes met secundaire mineralen opgevuld. Vaak hebben de blaasjes een amandelvorm. De oude naam daarvoor is 'melafieramandelsteen' of kortweg 'melafier'. In de petrologie gebruikt men daarvoor een andere uitdrukking: amygdaloïdaal.

Asbydiabaas - Zwerfsteen van Exloo (Dr.). Wat in basalt microscopisch fijn ontwikkeld is, laat diabaas vaak met het blote oog herkennen, een ofietische structuur. Diabaas is het ganggesteente van basaltisch magma. Het magma had meer tijd om te kristalliseren waardoor grotere kristallen konden ontstaan. Het hakerige patroon van smalle plagioklaaslijstjes, met daartussen donkere mineralen is karakteristiek voor dit gesteente.

In magma zijn gassen opgelost, vaak behoorlijk veel. De voornaamste zijn

waterdamp, kool- en zwaveldioxide. Vooral water kan in aanzienlijke

hoeveelheden in magma aanwezig zijn. Naar mate magma in de aardkorst

omhoog stijgt neemt de algehele druk af en begint het onder hoge druk

opgeloste gas zich in belletjes af te scheiden. Naar mate de magmakamer

verder vult en het magma opstijgt, neemt het gasvolume toe en daarmee

ook de reservoirdruk.

Belangrijk voor een vulkaanuitbarsting zijn factoren als de temperatuur van

het magma, de chemische samenstelling ervan en de hoeveelheid opgelost

gas. Vooral kiezelzuur vormt een rem op de beweeglijkheid. In combinatie of

afzonderlijk bepalen zij de stroperigheid – zeg maar vloeibaarheid – van het

magma. Basaltmagma is relatief arm aan kiezelzuur. Mede door zijn hoge

temperatuur bezit het een lage viscositeit. Basaltlava stroomt daarom vaak

makkelijk uit de krater en kan kilometerslange lavastromen vormen. Op Hawaï

zien we daar fraaie voorbeelden van. Hoe meer kiezelzuur het magma bevat

des te stroperiger de lava is en hoe groter de kans dat het vulkanisme

explosief van karakter zal zijn.

Ontgaste, dunvloeibare basaltlava vloeit makkelijk. Het oppervlak koelt aan de atmosfeer zeer snel af waardoor de lava een donkere korst krijgt. Daaronder stroomt het gewoon verder. Het vulkanisme op Hawaï staat bekend om zijn maandenlang aanhoudende erupties van grote hoeveelheden basaltlava..	Magma dat rijk is aan kiezelzuur leidt meestal tot een explosief type vulkanisme, waarbij dikwijls pyroklastische stromen gevormd worden. Op de foto de uitbarsting van de vulkaan Mayon op het Philippijnse eiland Luzon, ca. 300km zuidelijk van de hoofdstad Manilla.

Verdieping

Het vullen van de magmakamer onder een vulkaanlichaam met vloeibaar gesteente kan zeer lange tijd

in beslag nemen. Gasdruk in de magmakamer is meestal de oorzaak dat de vulkaan erboven uitbarst.

Het waarom en de wijze waarop een uitbarsting zich manifesteert is verschillend. Soms wordt op een

relatief rustige wijze vrijwel uitsluitend lava geproduceerd, soms zijn de uitbarstingen veel explosiever

van aard en vloeit er geen lava uit de krater. Het explosieve karakter van een vulkaanuitbarsting wordt

bepaald door de chemische samenstelling van het magma en de hoeveelheid opgelost gas.Magmatypen

die rijk aan kiezelzuur zijn, staan aan de basis van zeer heftige vulkaanuitbarstingen.
 

Magma dat lange tijd in gesmolten toestand in de magmakamer verkeert, heeft de neiging om zich

te gaan splitsen in lichtere en zwaardere bestanddelen. Dit noemt men magmadifferentiatie. De

zwaardere,  meer basische bestanddelen verzamelen zich onderin de magmakamer, de lichtere

bestanddelen zoeken het hogerop. Dit laatste type magma is ook het rijkst aan kiezelzuur.
 

Als gevolg van de moleculaire structuur van kiezelzuur (SiO2) is dit magmatype zeer taai. Het vloeit

nauwelijks. Differentiatieprocessen kunnen daarom aanleiding zijn dat basaltische vulkanen toch

verwoestend kunnen uitbarsten met de vorming van gloedwolken, waaruit vervolgens ignimbrieten

kunnen ontstaan.
 

Bij het opstijgen in de aardkorst zullen de opgeloste gassen in het magma zich steeds meer als

belletjes afscheiden. Toevoer van meer magma onderin de magmakamer kan oorzaak zijn dat de

druk toeneemt waardoor het magma bovenin de magmakamer verder richting aardoppervlak stijgt.

Het gevolg is een sterke toename van gasbellen. In kiezelzuurrijke, taai vloeibare magmatypen

kunnen gasbellen maar met moeite ontwijken. Het gevolg is een sterk schuimende massa

gesmolten gesteente die naar mate het aardoppervlak in zicht komt, enorm in volume toeneemt

en tenslotte met onvoorstelbaar veel geweld uit de vulkaankrater te voorschijn komt. Een voorbeeld

van een verhard, uit opgeschuimd magma gevormd gesteente is puimsteen.

Puimsteenbrok van Santorini - Griekenland. Puimsteen is opgeschuimd magma dat vervolgens is gestold. Hoewel het gesteente uit vulkanisch glas bestaat, wijkt het door de enorme hoeveelheid kleine en grotere gasblaasjes sterk af van obsidiaan.	Detailfoto van puimsteen. Opvallend is de grote hoeveelheid gasblaasjes. De holten zijn in tegenstelling tot die bij basalt meest gesloten. Puimsteen blijft daarom in water drijven. Bij uitbarstingen vormen zich op zee soms grote, aaneengesloten drijvende puimsteenvelden.

Het uitbarsten van een vulkaan wordt wel eens vergeleken met het openen van een fles bier of

champagne. Bij het openen van de fles valt de druk plotseling weg. Dit zorgt voor de explosieve

vorming van koolzuurgasbelletjes. Het grote aantal gasbelletjes dat ontwijkt staat garant voor

een indrukwekkend spuiteffect. Nadat het meeste gas ontweken is, blijkt de fles voor een groot

gedeelte leeg te zijn. Een vergelijkbaar effect treedt op in magmakamers onder vulkanen als die uitbarsten.
 

Bij vrijwel iedere vulkaan is de situatie anders en is de wijze van uitbarsten afhankelijk van een

complex samenspel van factoren. Sommige vulkanen zijn vrijwel voortdurend actief, andere barsten

met grote tussenpozen uit. Vaak wisselen perioden van explosieve activiteit af met perioden waarop

er voornamelijk lava geproduceerd wordt.

Het opstijgen van magma onder de vulkaan en de ontwikkeling van steeds

meer gasbellen doet het vulkaanlichaam letterlijk zwellen. Uit

satellietmetingen is vast komen te staan dat een uitbarsting van de

Etna in Zuid-Italië soms voorafgegaan wordt door het uitzetten van de

vulkaan. Bij andere vulkanen zien we vergelijkbare verschijnselen. Het

verplaatsen van het magma en de steeds groter wordende gasdruk

veroorzaakt daarnaast talrijke kleine aardbevingen. Zij vormen vaak

een teken dat een uitbarsting aanstaande is.

Een vulkaanlichaam is doortrokken van spleten en scheuren die zich

tengevolge van de enorme druk kunnen verwijden. Daarmee maken zij

de weg vrij voor de schuimende massa magma dat vaak met

onvoorstelbaar geweld naar buiten treedt. Naast magmadruppeltjes

zal ook veel losgescheurd vast materiaal naar buiten geblazen worden.

Fijn vulkanisch as ontstaat vooral doordat het schuimmengsel van gas

en magma in zeer kleine fragmenten tot grote hoogte de lucht in wordt

geblazen, samen met een substantieel gedeelte van het overige, vaste

materiaal.

Modderstromen van de vulkaan Mount Redoubt in Alaska. Hevige vulkaanuitbarstingen leiden niet alleen tot intensieve onweersbuien met veel regen, door de hete lava en vulkanische gassen smelten ook enorme hoeveelheden ijs en sneeuw. Het smeltwater vermengt zich met het losse vulkanische materiaal waardoor modderstromen ontstaan. Modderstromen zijn te vergelijken met vloeiend beton.

Modderstromen noemt men ook wel lahars, naar de Indonesische uitdrukking voor dergelijke verschijnselen. De hoge soortelijke massa maakt dat enorme steenblokken moeiteloos meegevoerd worden. Na afzetting ontstaan daaruit vulkanische conglomeraten, zoals hier in een wegontsluiting op het noordereiland in Nieuw-Zeeland. Minstens zo spectaculair is de kustontsluiting van een laharafzetting bij Sao Vicente aan de noordkust van het Portugesche eiland Madeira.

Bij veel vulkanen gaat de aanvankelijke explosieve uitbarsting geleidelijk

over in een meer rustiger fase, waarbij vooral lava uit de krater vloeit.

Als de eruptie voorbij is, is het silhouet van de vulkaan soms dramatisch

veranderd. Ook na een eruptie is niet alle gevaar geweken. Regen kan het

losse vulkanische materiaal op de vulkaanhellingen veranderen in

modderstromen. Deze lahars kunnen net als pyroklastische stromen grote verwoestingen

aanrichten, waarbij vaak veel slachtoffers te betreuren zijn.