Een overgrote meerderheid van de mensen blijft kwetsbaar voor vulkanische systemen vanwege hun nabijheid. Het is daarom belangrijk om de aanjagers van vulkanische activiteit te begrijpen om uitbarstingen beter te kunnen voorspellen en in de toekomst mitigatiestrategieën te kunnen ontwikkelen. Daartoe onderzoekt een recent artikel in Nature Reviews – Earth and Environment de verschillende factoren die magmatische uitbarsting bepalen.
Op satellieten gebaseerde teledetectie of zelfs op de grond gebaseerde methoden kunnen slechts beperkte informatie onthullen. Vulkanologen moeten zich vaak wenden tot de chemie en textuur van vulkanisch gesteente om de magmatische ontwikkeling te begrijpen.
Veel hangt niet alleen af van de snelheid waarmee magma zich ophoopt in het vulkanische reservoir, maar ook van de omstandigheden waarin dit gebeurt. Auteurs merken op dat hoewel de kans op een vulkaanuitbarsting toeneemt met de accumulatie van uitbarsting van magma, deze ook in de loop van de tijd kan afnemen, omdat vluchtige stoffen uit het magma worden verwijderd, waardoor het verder kan comprimeren. De voortdurende opbouw van vluchtig-rijk magma duwt het systeem naar kritieke omstandigheden die uiteindelijk een uitbarsting veroorzaken.
Magma doet ertoe
Een belangrijke interne uitbarstingstrigger is de ‘injectie’ van magma uit diepere reservoirs naar ondiepere diepten, een fenomeen dat ook bekend staat als magmareservoirfalen. Een eerdere studie uit 2012 bracht dezelfde reden naar voren voor de uitbarsting van de Bronstijd (~ 1600 BCE) in Santorini, Griekenland.
Een andere mogelijke uitbarstingstrigger is de snelle afkoeling en kristallisatie van magma. Dit leidt tot het uitspoelen van de vluchtige fase met lage dichtheid. Dit verhoogt de druk in de magmakamer en is een echte trigger. De uitbarstingen in Calbuco, Chili (2015) en Kelud, Indonesië (2014) zijn hiervan voorbeelden.
Rol van klimaatverandering
Er zijn externe even belangrijke stressoren die een uitbarsting kunnen veroorzaken. Klimaatverandering is een opmerkelijk voorbeeld. Tijdens een interglaciale periode, dwz wanneer gletsjers smelten, worden rotsen getransporteerd met de gletsjersmelt. Dit leidt tot een kortstondige drukverlaging, waardoor de magmatische en vulkanische activiteit verandert. Evenzo kan zeespiegelstijging ook de magmatische activiteit beïnvloeden.
Nieuw onderzoek | Klimaatverandering kan vulkanische gebieden blootleggen, uitbarstingen vergroten: studie
De auteurs van de studie wijzen op de sterke correlatie tussen vulkaanuitbarstingen die optreden na een aardbeving, zelfs als het niet onmiddellijk is. Er is beweerd dat aardbevingen kunnen leiden tot de snelle ontgassing van ijzerrijke magma’s. Inderdaad, ook vulkaanuitbarstingen kunnen seismische activiteit veroorzaken.
Regen problemen
Bovendien, aangezien het gastgesteente van elk magma poreus van aard is en het transport van gas/magma sterk afhankelijk is van het gastgesteente, is regenval een krachtige beïnvloeder van vulkanische activiteiten door de poriedruk te veranderen. Historische waarnemingen hebben een sterke correlatie vastgesteld tussen een toename van de frequentie van uitbarstingen en regenval. Een opmerkelijk voorbeeld is dat van de Kilauea-vulkaan , Hawaï, VS, waar recordbrekende regenval in 2018 wegen creëerde voor het magma om naar de vulkaanopening te stijgen.
Lees meer | Uitgelegd: waarom de uitbarsting van een kleine, ‘complexe’ vulkaan zorgwekkend is
Neerslag beïnvloedt ook de hydrothermische drukverhoging van koepels, wat leidt tot instorting van mineralen en uiteindelijk instorting van de koepel. Regen kan ook helpen de druk in de lavakamer te verminderen, waardoor deze kan ontploffen. Deze factor is verantwoordelijk geacht voor de uitbarstingen bij Soufrière Hills, Montserrat; Unzen, Japan; Merapi-vulkaan, Indonesië en Mount St. Helens, VS.
Uiteindelijk, ondanks alle bovengenoemde factoren, moet een magmalichaam dat kritieke druk heeft bereikt naar de monding van de vulkaan stijgen om een uitbarsting te laten plaatsvinden.
Lees ook | Uitgelegd: de recente vulkaanuitbarsting van de berg Sinabung, waarom het gebeurde en wie risico lopen
De studie beoordeelt een paar belangrijke mechanismen waardoor dit gebeurt, behalve alleen de eigenschappen van het magma dat we hierboven hebben besproken.
* De magmavloeistof kan de omringende broze korst breken, waardoor het naar de oppervlakte kan worden getransporteerd. Voorbij een bepaald spanningspunt kan magmatransport de breuken rond de wanden van de magmakamer verder vergroten.
* De vulkanische structuur: een grote vulkaan kan de neiging hebben om het onderliggende gesteente verder samen te drukken en heeft de neiging om magmareservoirs op diepte vast te houden, waardoor een verdere uitbarsting wordt voorkomen.
* In tegenstelling tot wat vaak wordt aangenomen, heeft het magmareservoir wel een nette cilindrische uitlaat naar boven. Afhankelijk van de bovenstaande druk verandert de verdeling van de magmaopeningen vrij vaak, zelfs na enkele maanden.
De auteurs suggereren dat, aangezien geofysische waarnemingen vaak de evolutie van een vulkanisch systeem maskeren, er een slecht begrip is van magmatisch gedrag. Het is vaak onmogelijk om magmareservoirs te bestuderen. Op de lange termijn hoopt de studie dat een betere, multi-proxy, resolutie-onderbouwing van de opbouw en het transport van magma zal leiden tot de ontwikkeling van nauwkeurigere en beter ingeperkte uitbarstingsmodellen.
“Weten of we de bevolking al dan niet moeten evacueren, is cruciaal en we hopen dat onze studie zal bijdragen aan het verminderen van de impact van vulkanische activiteit op onze samenleving”, zei hoofdauteur Luca Caricchi in een release.
