Vulkaan

Niet te verwarren met Moddervulkaan .

De rokende Bromo - krater (midden) en uitbarstende Semeru ( midden ) op Java , Indonesië , juli 2004.

De Sarytchev- vulkaan op het eiland Matoua barstte uit op 12 juni 2009.

Een vulkaan is een geologische structuur die het gevolg is van de opkomst van een magma en vervolgens van de uitbarsting van materialen (gas en lava ) als gevolg van dit magma, op het oppervlak van de aardkorst of van een andere ster . Het kan in de lucht of onder water zijn .

Het Smithsonian Institution maakt een lijst van 1.432 actieve vulkanen in de wereld ^{[ 1 ]} , waarvan er ongeveer zestig elk jaar uitbarsten ^{[ 2 ]} . Maar dit houdt geen rekening met de meeste onderwatervulkanen die niet toegankelijk zijn voor observatie, die talrijker zijn. Elders in het zonnestelsel zijn grote aantallen waargenomen .

Tussen de 500 en 600 miljoen mensen leven onder de dreiging van een uitbarsting. Ongeveer tien procent van de mensen wordt bedreigd door vulkanische activiteit ^{[ 3 ]} . Om dit natuurlijke risico te voorkomen , is het noodzakelijk om de vorming van vulkanen en het mechanisme van uitbarstingen te begrijpen . Dit is het onderwerp van vulkanologie . We kunnen vulkanologie zeggen .

Het magma is afkomstig van het gedeeltelijk smelten van de mantel en uitzonderlijk van de aardkorst . De uitbarsting kan zich min of meer gecombineerd manifesteren door lava -emissies, door gasdampen of explosies , door tephra -projecties , door hydromagmatische verschijnselen, enz. Gekoelde neerslag van lava en tephra vormt uitbarstende rotsen die zich kunnen ophopen en duizenden meters dik kunnen worden, waardoor bergen of eilanden ontstaan . Volgens de aard van de materialen, het type uitbarsting, de uitbarstingsfrequentie en de orogenese, kunnen vulkanen verschillende vormen aannemen, de meest typische is die van een kegelvormige berg bekroond door een krater of caldera . De definitie van wat een vulkaan is, is in de afgelopen eeuwen geëvolueerd, afhankelijk van de kennis die geologen ervan hadden en de weergave die ze ervan konden geven ^{[ 4 ]} .

Vulkanen zijn vaak complexe bouwwerken die zijn ontstaan ​​door een opeenvolging van uitbarstingen en die in dezelfde periode gedeeltelijk zijn afgebroken door verschijnselen van explosie, erosie of instorting. Het is daarom gebruikelijk om verschillende gesuperponeerde of geneste structuren waar te nemen.

Tijdens de geschiedenis van een vulkaan kunnen de soorten uitbarstingen variëren, tussen twee tegengestelde typen:

• uitbundige uitbarstingen , met vloeibare lavastromen , die over het algemeen het minst gevaarlijk zijn;
• explosieve uitbarstingen , dodelijker.

Wetenschappelijke databases classificeren vulkanen meestal op basis van hun morfologie en/of structuur. De classificatie per type uitbarsting blijft moeilijk, ook al kan het in sommige Franse auteurs voorkomen.

Etymologie

Het mannelijk zelfstandig naamwoord "  vulkaan  " is een ontlening van het Spaanse volcán , een mannelijk zelfstandig naamwoord met dezelfde betekenis ^{[ 5 ]} , dat via het Arabische burkān komt van het Latijnse Vulcanus , naam van Vulcan , de Romeinse god van het vuur, en Vulcano , een van de Eolische eilanden , een vulkanische archipel voor de kust van Sicilië ^{[ 6 ]} .

Functies

Structuren en landvormen

Structuurschema van een typische vulkaan.

Een vulkaan bestaat uit verschillende structuren die over het algemeen in elk van hen voorkomen:

• een magmakamer die wordt gevoed door magma dat uit de mantel komt en de rol speelt van reservoir en plaats van differentiatie van het magma. Wanneer deze na een uitbarsting leegloopt , kan de vulkaan instorten en een caldera doen ontstaan . De magmatische kamers zijn tussen de tien en vijftig kilometer diep in de lithosfeer ^{[ 7 ] [onvoldoende bron]}  ;
• een vulkanische schoorsteen die het geprefereerde doorvoerpunt is voor magma van de magmakamer naar de oppervlakte;
• een topkrater of caldera waar de vulkanische schoorsteen tevoorschijn komt;
• een of meer secundaire vulkanische schoorstenen die beginnen bij de magmakamer of de vulkanische hoofdschoorsteen en meestal uitkomen aan de zijkanten van de vulkaan, soms aan de basis; ze kunnen aanleiding geven tot kleine secundaire kegels;
• laterale scheuren die longitudinale breuken zijn in de zijkant van de vulkaan veroorzaakt door zijn zwelling of zijn leeglopen ^{[ref. vereist]}  ; ze kunnen de emissie van lava mogelijk maken in de vorm van een spleetuitbarsting.

Materialen uitgegeven

Alle actieve vulkanen stoten gassen uit, maar niet altijd vaste stoffen (lava, tephra). Dit is het geval bij Dallol , die alleen hete gassen afgeeft.

vulkanische gassen

Fumaroles waarvan de wolk de aanwezigheid van water verraadt en de kristallen de aanwezigheid van zwavel in de vulkanische gassen .

Vulkanische gassen bestaan ​​voornamelijk uit ^{[ 8 ]}  :

• waterdampgehalte van 50 tot 90%;
• kooldioxide met een gehalte van 5 tot 25%;
• zwaveldioxide met een gehalte van 3 tot 25%.

Dan komen andere vluchtige elementen zoals koolmonoxide , waterstofchloride , diwaterstof , waterstofsulfide , enz. Het ontgassen van magma op diepte kan aan het oppervlak resulteren in de aanwezigheid van fumarolen waaromheen zich kristallen , meestal zwavel , kunnen vormen.

Deze emissies zijn afkomstig van een magma dat deze opgeloste gassen bevat. De ontgassing van magma's die onder het aardoppervlak voortschrijdt, is een bepalend fenomeen bij het uitlokken van een uitbarsting en bij het uitbarstende type. Door de ontgassing stijgt het magma langs de vulkanische schoorsteen, wat het explosieve en gewelddadige karakter van een uitbarsting kan geven in de aanwezigheid van stroperig magma.

Tefra en lava

Lava 'a'ā uitgezonden door de Kīlauea in Hawaï in de Verenigde Staten .

Afhankelijk van of het magma afkomstig is van het smelten van de mantel of een deel van de lithosfeer , zal het niet dezelfde minerale samenstelling hebben, noch hetzelfde water- of vulkanisch gasgehalte , noch dezelfde temperatuur. Bovendien zal het, afhankelijk van het type terrein dat het oversteekt om naar de oppervlakte te stijgen en de duur van zijn verblijf in de magmakamer , mineralen, water en / of gas laden of lossen en min of meer afkoelen. Om al deze redenen zijn tefra en lava nooit precies hetzelfde van de ene vulkaan tot de andere, of soms zelfs van de ene uitbarsting .naar een andere op dezelfde vulkaan, noch tijdens een uitbarsting, waarbij meestal eerst de meest getransformeerde en dus lichtste lava wordt uitgestoten.

Materialen die door vulkanen worden uitgestoten, zijn meestal rotsen die zijn samengesteld uit microlieten ingebed in vulkanisch glas . In basalt zijn de meest voorkomende mineralen silica , pyroxenen en veldspaat , terwijl andesiet rijker is aan silica en veldspaat. De structuur van het gesteente varieert ook: als de kristallen vaak klein zijn en weinig in het basalt, zijn ze daarentegen over het algemeen groter en talrijker in de andesieten, een teken dat het magma langer in de magmakamer is gebleven ^{[ 9 ]}. 95% van de materialen die door vulkanen worden uitgestoten, zijn basalt of andesieten.

Het bekendste materiaal dat door vulkanen wordt uitgestoten, is lava in de vorm van stromen . Van basaltachtig type afkomstig van het smelten van de mantel in het geval van een vulkanisme van hot spot , richel of spleet ^{[ 10 ]} of andesitisch afkomstig van het smelten van de lithosfeer in het geval van vulkanisme van subductie ^{[ 11 ]} , zeldzamer koolzuurhoudend type ^{[ 12 ]}, worden ze gevormd door vloeibare lava die langs de flanken van de vulkaan stroomt. De temperatuur van de lava ligt tussen de 700 en 1.200  °C ^{[ 13 ]} en de stromen kunnen tientallen kilometers lang worden, een snelheid van vijftig kilometer per uur bereiken en door lavatunnels gaan . Ze kunnen een glad en satijnachtig aspect hebben, dat toen "  pāhoehoe-lava  " of "koordlava" werd genoemd, of een ruw en scherp aspect, dat toen "'  a'ā-lava  " werd genoemd. Het kan tientallen jaren duren voordat de lavastromen, soms enkele meters dik, volledig zijn afgekoeld ^{[ 14 ]}. In sommige uitzonderlijke gevallen kan gesmolten lava de hoofdkrater of een secundaire krater vullen en een lavameer vormen . Het voortbestaan ​​van lavameren is het resultaat van een evenwicht tussen de aanvoer van lava uit de magmakamer en de overloop buiten de krater, geassocieerd met permanente vermenging door opstijgingen van vulkanisch gas om de verharding van de lava te beperken. Deze lavameren ontstaan ​​alleen tijdens Hawaiiaanse uitbarstingen , de hoge vloeibaarheid van de lava maakt de vorming en instandhouding van deze verschijnselen mogelijk. Kīlauea op Hawaï en Piton de la Fournaise op Réunionzijn twee vulkanen met lavameren tijdens sommige van hun uitbarstingen. Erta Ale in Ethiopië en Mount Erebus op Antarctica behoren tot de enige vulkanen ter wereld met een bijna permanent lavameer. Tijdens bepaalde uitbarstingen van Erta Ale loopt het lavameer leeg of, integendeel, het niveau stijgt totdat het overstroomt en lavastromen vormt op de hellingen van de vulkaan ^{[ 15 ]} .

Vulkanische bom op een bed van tephra ( as en slak ) op de hellingen van Capelinhos op de Azoren , Portugal

Meestal zijn vulkanische materialen samengesteld uit tephra  ; dit zijn vulkanische as , lapilli , scoria , puimsteen , vulkanische bommen , keien of basalt, obsidiaan , enz. Dit is magma en stukken gesteente die uit de vulkaan worden gescheurd en die worden verpulverd en soms tientallen kilometers de atmosfeer in worden geslingerd . De kleinste is de as, ze gaan soms rond de aarde , gedragen door de heersende winden. Vulkanische bommen, ejectade grotere kunnen zo groot zijn als een huis en vallen over het algemeen dicht bij de vulkaan. Wanneer vulkanische bommen worden uitgeworpen terwijl ze nog gesmolten zijn, kunnen ze een spindelvorm aannemen terwijl ze door de atmosfeer reizen, koeienmest bij een botsing met de grond, of broodkorst in de aanwezigheid van water ^{[ 16 ]} . De lapilli, die eruit zien als kleine kiezelstenen, kunnen zich in dikke lagen ophopen en zo puzzolana vormen . Puimsteen, echte schuimlava, is zo licht en bevat zoveel lucht dat ze op het water kunnen drijven. Eindelijk, wanneer fijne druppels lava worden uitgeworpen en door de wind worden meegevoerd, kunnen ze dat  ".

Herkomst van uitgestoten materialen

De uitgestoten materialen zijn afkomstig van magma. Magma is gesmolten gesteente dat zich ondergronds bevindt en opgeloste gassen bevat die vrijkomen naarmate de vloeistof vordert en vanwege de resulterende drukval. Als het magma aan de oppervlakte komt en zijn gassen verliest, wordt het lava genoemd.

Magma heeft een vloeibare tot stroperige consistentie . Het werd gevormd door het gedeeltelijk smelten van de mantel of zeldzamer van de korst . De herkomst kan zijn:

• een decompressie zoals in een dorsaal
• een instroom van water zoals in een subductiezone .
• een temperatuurstijging in het geval van het begraven van rotsen als gevolg van tektonische bewegingen.

Doorgaans stijgt dit magma naar de oppervlakte vanwege de lagere dichtheid en wordt het opgeslagen in de lithosfeer en vormt het een magmakamer . In deze kamer kan het een volledige of gedeeltelijke kristallisatie en/of ontgassing ondergaan, waardoor het in lava begint te veranderen . Als de druk en de cohesie van het land dat het bedekt onvoldoende wordt om het te bevatten, stijgt het op langs een vulkanische schoorsteen (waar de drukval als gevolg van de stijging ontgassing veroorzaakt, wat de dichtheid van de resulterende emulsie verder verlaagt) om te worden uitgestoten als lava , d.w.z. geheel of gedeeltelijk ontgast ^{[ 17 ]} .

De aanwezigheid van water in het magma wijzigt aanzienlijk, zelfs volledig, de vulkanische dynamiek en de reologische eigenschappen van de magma's. Het verlaagt met name de mengdrempel met bijna 200  °C tussen met water verzadigd magma en het oplossen ervan (vorming van bellen wanneer het naar de oppervlakte stijgt) leidt tot een aanzienlijke vermindering van de viscositeit. Terrestrische magma's kunnen tot 10% van hun gewicht in water bevatten (voornamelijk in hun mineralen in superkritische hydroxylvorm , van het amfibooltype ) en er zijn, volgens modellen, het equivalent van één tot zeven terrestrische oceanen in de mantel, zoveel waar vulkanologen steeds meer over spreken hydrovulkanisme en hydrovolcanologie ^{[ 18 ]} .

Classificaties van vulkanen

Er zijn verschillende manieren om vulkanen te classificeren, maar hun diversiteit is zo groot dat er altijd uitzonderingen of intermediairs zijn tussen verschillende categorieën ^{[ 19 ]} . De meest voorkomende classificaties onderscheiden soorten vulkanen volgens morfologie ^{[ 20 ]} , structuur ^{[ 8 ]} en soms het type uitbarsting  :

Volgens morfologie en structuur

• schildvulkaan wanneer zijn diameter veel groter is dan zijn hoogte vanwege de vloeibaarheid van de lava die kilometers kan afleggen voordat hij stopt; Mauna Kea , Erta Ale of Piton de la Fournaise zijn voorbeelden ^{[ 21 ]}  ;
• stratovulkaan wanneer zijn diameter evenwichtiger is in verhouding tot zijn hoogte vanwege de grotere viscositeit van de lava; dit zijn vulkanen met explosieve uitbarstingen zoals de Vesuvius , Mount Fuji , Merapi of Mount Saint Helens ^{[ 22 ]}  ;
• gebarsten vulkaan gevormd door een lineaire opening in de aard- of oceanische korst waardoor vloeibare lava ontsnapt; de vulkanen van de richels verschijnen in de vorm van spleten zoals de Lakagígar of de Krafla ^{[ 23 ]}  ;
• vulkanische koepel ( Puy de Dôme ) ^{[ 8 ]} , grote vulkanische koepel gevormd door de opeenhoping en afkoeling van stroperige lava;
• caldera ^{[ 20 ]} , enorme depressie als gevolg van het instorten van rotsen boven een magmakamer: Phlegraean Fields , Santorini ^{[ 8 ]} , Yellowstone caldera  ;
• sintelkegel ^{[ 24 ]} , opeenhoping van materiaal dat rond een krater wordt uitgeworpen: Puy de Pariou  ;
• explosiekrater, depressie als gevolg van een of meer explosies. Er is geen kegel: Dallol ^{[ 25 ]} . Wanneer de depressie wordt gevuld door een meer, wordt het een maar genoemd  : Gour de Tazenat .

Zoals elke classificatie van natuurlijke fenomenen, liggen veel gevallen tussen de zuivere typen: de Etna lijkt op een stratovulkaan die op een schildvulkaan rust, Hekla is zowel een stratovulkaan als een spleetvulkaan. In Volcanoes of the World maken Tom Simkin en Lee Siebert een lijst van 26 morfologische typen ^{[ 19 ]} .

Als we grotere gebieden beschouwen die vaak uit meerdere vulkanen bestaan, kunnen we het volgende onderscheiden:

• rhyolitische caldera - complexen , zoals de Yellowstone Caldera , die geen vulkanisch gebouw hebben;
• monogene vulkanische velden , die meerdere gebouwen presenteren, zoals sintelkegels die allemaal tegelijk zijn gebouwd;
• de vallen , grote plateaus gevormd door de opeenhoping van lava op een zeer groot oppervlak;
• mid-oceanische ruggen .

Volgens het type uitbarsting

Deze simplistische classificatie, die ontbreekt in de wetenschappelijke literatuur, wordt met name gebruikt in de popularisering, in de reguliere media en voor een pedagogische benadering van de eerste school. Volgens de Universiteit van Oregon zijn er minstens zes categorieën nodig om meer dan 90% van de vulkanen te omvatten ^{[ 26 ]} . In dit type classificatie wordt over het algemeen het meest recente of meest voorkomende type uitbarsting gekozen voor een vulkaan, waarbij de lange en complexe uitbarstingsgeschiedenis van de vulkaan buiten beschouwing wordt gelaten.

Deze wijze van classificatie, alom betwist ^{[ 27 ] , [ 28 ] , [ 29 ]} , verdeelt vulkanen meestal in twee categorieën:

• uitbundige vulkanen, of "  rode vulkanen  ", met relatief rustige uitbarstingen die vloeibare lava uitstoten in de vorm van lavastromen . Dit zijn de "  hot spot  " vulkanen en de "  aangroei  " vulkanen die voornamelijk worden vertegenwoordigd door de onderzeese vulkanen van de oceanische ruggen . Schildvulkanen vallen in deze categorie;
• explosieve vulkanen, of "  grijze vulkanen  ", met explosieve uitbarstingen die pasteuze lava en as uitstoten in de vorm van vurige wolken of pyroclastische stromen en vulkanische pluimen. Ze worden voornamelijk geassocieerd met het fenomeen van subductie zoals de vulkanen van de Pacifische Ring van Vuur . Stratovulkanen worden, sterk vereenvoudigend, in deze categorie geplaatst.

Frequentie van uitbarstingen

De "geboorte" van een vulkaan komt overeen met zijn eerste vulkaanuitbarsting die hem uit de lithosfeer haalt . De geboorte van een nieuwe vulkaan is een fenomeen dat meerdere keren per eeuw voorkomt. Het kon in 1943 worden waargenomen met de Paricutín  : een breuk die vulkanische gassen en lava in een veld liet ontsnappen, deed in negen maanden tijd een vulkaan van 460 meter hoog ontstaan. In 1963 dook de onderzeese vulkaan Surtsey op ten zuiden van IJsland en vormde een nieuw eiland en een nieuwe terrestrische vulkaan.

Er is geen consensus onder vulkanologen over de definitie van vulkanische activiteit ^{[ 30 ]} .

Van een vulkaan wordt gezegd dat hij uitgestorven was toen hij meer dan 10.000 jaar geleden voor het laatst uitbarstte, slapend toen hij tussen 10.000 en een paar honderd jaar geleden voor het laatst uitbarstte, en actief wanneer zijn laatste uitbarsting hoogstens enkele decennia teruggaat ^{[ 31 ]} .

Over het algemeen ervaren vulkanen tijdens hun leven verschillende uitbarstingen. Hun frequentie varieert sterk, afhankelijk van de vulkaan: sommige ervaren slechts één uitbarsting in enkele honderdduizenden jaren, zoals de supervulkaan Yellowstone , terwijl andere permanent uitbarsten, zoals Stromboli in Italië of Merapi in Indonesië .

Soms barsten vulkanen maar één keer uit. We spreken dan van monogene vulkanen . De meeste vulkanen van de Chaîne des Puys in het Centraal Massief zijn van dit type, gevormd tussen 11500 voor Christus. na Christus en 5000 voor Christus. AD tijdens een enkele uitbarsting voor elk vulkanisch gebouw.

De frequentie van uitbarstingen maakt het mogelijk om het gevaar in te schatten , dat wil zeggen de waarschijnlijkheid dat een gebied een van de uitingen van een uitbarsting kan ervaren . Dit gevaar, gecombineerd met het type vulkanische gebeurtenis en de aanwezigheid van populaties en hun kwetsbaarheid , maakt het mogelijk om het vulkanische risico te beoordelen.

Oorsprong van vulkanisme

Wereldwijde verspreiding van vulkanisme dat overeenkomt met tektonische plaatgrenzen

Volgens het model van platentektoniek is vulkanisme nauw verbonden met de bewegingen van tektonische platen . Het is inderdaad meestal op de grens tussen twee platen dat aan de voorwaarden voor de vorming van vulkanen wordt voldaan.

Divergentie vulkanisme

Algemeen schema van de verschillende soorten vulkanisme geassocieerd met de bewegingen van tektonische platen .

In de nokkloof verdunt het uit elkaar spreiden van twee tektonische platen de lithosfeer , waardoor mantelgesteenten omhoog komen . Deze, die al erg heet zijn rond de 1.200  ° C , beginnen gedeeltelijk te smelten door decompressie . Dit geeft magma dat door normale breuken heen sijpelt . Tussen de twee randen van de kloof worden sporen van vulkanische activiteit zoals kussenlava of "kussenlava" gevormd door lava -emissievloeistof in koud water. Deze vulkanische rotsen maken dus deel uit van de oceanische korst .

In continentale kloven vindt hetzelfde proces plaats, behalve dat de lava niet onder water stroomt en geen kussenlava vormt. Dit is het geval met vulkanisme in de Afar Depressie .

Subductie vulkanisme

Diagram van vulkanisme op het niveau van een oceaan-continent convergentie.

Diagram van vulkanisme op het niveau van een oceaan-oceaan convergentie.

Wanneer twee tektonische platen elkaar overlappen, stort de oceanische lithosfeer , glijdend onder de andere oceanische of continentale lithosfeer, in de mantel en ondergaat mineralogische transformaties. Het water in de zinkende lithosfeer ontsnapt er dan uit en hydrateert de mantel, waardoor deze gedeeltelijk smelt door het smeltpunt te verlagen . Dit magma stijgt op en doorkruist de overlappende lithosfeer, waardoor vulkanen ontstaan. Als de overheersende lithosfeer oceanisch is, zal zich een vulkanische boog op het eiland vormen, met vulkanen die aanleiding geven tot eilanden. Dit is het geval bij de Aleoeten , Japan of West-Indië. Als de overheersende lithosfeer continentaal is, bevinden de vulkanen zich op het continent, meestal in een cordillera . Dit is het geval met de vulkanen van de Andes of de keten van de Cascades . Deze vulkanen zijn over het algemeen grijze, explosieve en gevaarlijke vulkanen. Dit komt door hun stroperige lava omdat het rijk is aan silica , dat moeite heeft met stromen; bovendien zijn de stijgende magma's rijk aan opgeloste gassen (water en koolstofdioxide), waarvan de plotselinge vrijlating vurige wolken kan vormen . Het grootste deel  van de " Pacific Ring of Fire  " bestaat uit dit type vulkaan.

Intraplate en hotspot vulkanisme

Soms ontstaan ​​vulkanen ver van de grens van een lithosferische plaat (er kunnen meer dan 100.000 onderzeese bergen hoger dan 1000 meter zijn ^{[ 32 ]} ). Ze worden over het algemeen geïnterpreteerd als hotspotvulkanen . Hotspots zijn magmapluimen die diep uit de mantel komenen het doorboren van de lithosferische platen. Terwijl de hotspots worden gefixeerd, terwijl de lithosferische plaat op de mantel beweegt, worden achtereenvolgens vulkanen gecreëerd en vervolgens uitgelijnd, waarvan de meest recente de meest actieve is omdat direct boven de hotspot. Wanneer de hotspot onder een oceaan tevoorschijn komt, zal het aanleiding geven tot een reeks uitgelijnde eilanden, zoals het geval is voor de Hawaiiaanse archipel of de Mascarenes . Als de hotspot onder een continent tevoorschijn komt, zal dit aanleiding geven tot een reeks uitgelijnde vulkanen. Dit is het geval met Mount Cameroon en zijn buren. Uitzonderlijk komt het voor dat een hotspot ontstaat onder een limiet van lithosferische plaat. In het geval van IJsland is het effect vancombineert met die van de mid-Atlantische rug , waardoor een immense stapel lava ontstaat waardoor de rand kan ontstaan. De Azoren of de Galápagos zijn andere voorbeelden van hotspots die ontstaan ​​onder een lithosferische plaatgrens, in dit geval richels ^{[ 33 ]} .

Veel intra-plaatvulkanen komen echter niet voor op uitlijningen om diepe en permanente hotspots te identificeren ^{[ 34 ]} .

Klassiek verloop van een uitbarsting

Een vulkaanuitbarsting vindt plaats wanneer de magmakamer onder de vulkaan onder druk komt te staan ​​door de komst van magma uit de mantel . Het kan dan meer of minder vulkanische gassen uitstoten , afhankelijk van de magmavulling. De drukverhoging gaat gepaard met zwelling van de vulkaan en zeer oppervlakkige aardbevingen onder de vulkaan, tekenen dat de magmakamer aan het vervormen is. Het magma stijgt meestal op via de hoofdschoorsteen en ondergaat tegelijkertijd ontgassing, wat een beving veroorzaakt, dat wil zeggen een constante en zeer lichte trilling van de grond. Dit komt door kleine aardbevingen waarvan de brandpunten geconcentreerd zijn langs de schoorsteen.

Wanneer de lava de open lucht bereikt, stroomt deze, afhankelijk van het type magma, langs de zijkanten van de vulkaan of hoopt zich op op de plaats van emissie, waardoor een lavaprop wordt gevormd die aanleiding kan geven tot vurige wolken en/of vulkanische pluimen wanneer deze explodeert . Afhankelijk van de kracht van de uitbarsting, de morfologie van het terrein, de nabijheid van de zee,  enz. andere verschijnselen kunnen optreden bij de uitbarsting: grote aardbevingen, aardverschuivingen , tsunami's ,  enz.

De mogelijke aanwezigheid van water in vaste vorm zoals een ijskap , een gletsjer , sneeuw of vloeistof zoals een kratermeer , een grondwaterspiegel , een rivier , een zee of een oceaan zal in contact met stollingsmaterialen zoals magma, lava , of tephras om ze te laten ontploffen of hun explosieve kracht te vergroten. Door materialen te fragmenteren en plotseling in volume toe te nemen door in damp te veranderen, werkt water als een vermenigvuldiger van de explosieve kracht van een vulkaanuitbarsting die dan wordt gekwalificeerd als freatisch of phreato-magmatisch .. Het smelten van ijs of sneeuw door de hitte van het magma kan ook lahars veroorzaken wanneer het water tephras ^{[ 35 ]} of jökulhlaups meesleurt, zoals het geval was voor Grímsvötn in 1996 .

De uitbarsting eindigt wanneer de lava niet meer wordt uitgestoten. De lavastromen, die niet meer gevoed worden, komen tot stilstand en beginnen af ​​te koelen en de as , afgekoeld in de atmosfeer , valt terug naar de oppervlakte van de grond. Maar de veranderingen in de aard van het terrein door de bedekking van de grond met lava en tephra die soms meer dan tientallen meters dik zijn, kunnen destructieve en dodelijke verschijnselen veroorzaken. Dus de as die op gewassen valt, vernietigt ze en steriliseert de aarde gedurende enkele maanden tot enkele jaren, een lavastroom die een vallei blokkeert, kan een meer creëren dat bewoonde of gecultiveerde gebieden zal verdrinken,, enz.

Een vulkaanuitbarsting kan enkele uren tot enkele jaren duren en magmavolumes van enkele honderden kubieke kilometers uitstoten. De gemiddelde duur van een uitbarsting is anderhalve maand, maar veel duren maar een dag. Het absolute record is dat van de Stromboli , die al zo'n 2400 jaar praktisch uitbarst ^{[ 36 ]} .

Classificatie van huiduitslag

In de vroege dagen van de vulkanologie leidde de observatie van een paar vulkanen tot het creëren van categorieën op basis van het verschijnen van uitbarstingen en het type uitgestoten lava . Elk type wordt genoemd volgens de referentievulkaan. Het grote gebrek van deze classificatie is dat ze nogal subjectief is en slecht rekening houdt met de veranderingen van het type uitbarsting van een vulkaan.

De term "  cataclysmisch  " kan worden toegevoegd wanneer de kracht van de uitbarsting zware milieu- en/of menselijke schade veroorzaakt, zoals het geval was voor Santorini rond 1600 voor Christus. J.-C die zou hebben bijgedragen aan de val van de Minoïsche beschaving , de Vesuvius in 79 die Pompeii verwoestte , Krakatoa in 1883 die een veertig meter hoge tsunami veroorzaakte, Mount Saint Helens in 1980 die hectaren bos met de grond gelijk maakte, enz.

Om een ​​idee van vergelijking tussen de verschillende vulkaanuitbarstingen te introduceren, werd de vulkanische explosiviteitsindex , ook wel de VEI-schaal genoemd, in 1982 ontwikkeld door twee vulkanologen van de Universiteit van Hawaï ^{[ 37 ]} . De schaal, open en beginnend bij nul, wordt gedefinieerd op basis van het volume van de uitgeworpen materialen, de hoogte van de vulkanische pluim en kwalitatieve waarnemingen ^{[ 38 ]} .

Er zijn twee hoofdtypen vulkaanuitbarstingen, afhankelijk van het type uitgestoten magma: uitbundig geassocieerd met "  rode vulkanen  " en explosief geassocieerd met "  grijze vulkanen  " ^{[ 39 ]} . De uitbundige uitbarstingen zijn de Hawaiiaanse en Stromboliaanse uitbarstingen terwijl de explosieven de Vulcanian , Pelean en Plinian zijn . Deze uitbarstingen kunnen plaatsvinden in de aanwezigheid van water en dan de kenmerken aannemen van freatische , phreato-magmatische , surtseyan , subglaciale uitbarstingen., onderzeeër en limnic .

Vulkanische geomorfologie

Nek bij Le Puy-en-Velay in Frankrijk .

Naast de vulkaan zelf zijn er verschillende geologische formaties die direct of indirect verband houden met vulkanische activiteit.

Sommige landvormen of landschappen zijn het directe product van uitbarstingen . Dit zijn vulkanische kegels die op zichzelf bergen of eilanden vormen , koepels en gestolde lavastromen , lavatunnels , "  kussenlava's  " en de guyots van onderzeese vulkanen , vallen die plateaus vormen , opeenhopingen van tephra in tufstenen , kraters en maren achtergelaten door uitstroom van lava, enz.

Andere landvormen zijn het resultaat van erosie of evolutie van de producten van uitbarstingen. Dit is het geval bij dijken , nekken , dorpels , opdringerige rotsen , plateaus en vlaktes die zijn vrijgekomen door erosie, caldera's en keteldalen als gevolg van de ineenstorting van een deel van de vulkaan, kratermeren of gevormd stroomopwaarts van een dam die bestaat uit de producten van de uitbarsting , koraalatollen rond de overblijfselen van een ingestorte onderwatervulkaan, enz.

Paravulkanische verschijnselen

De Old Faithful -geiser in Yellowstone in de Verenigde Staten in 2004.

Sommige geothermische activiteiten kunnen een vulkaanuitbarsting voorafgaan, begeleiden of volgen . Deze activiteiten zijn meestal aanwezig wanneer restwarmte van een magmakamer het grondwater soms tot het kookpunt verwarmt . Aan de oppervlakte komen dan geisers , fumarolen , modderpoelen , mofettes , solfataras of zelfs minerale afzettingen voor ^{[ 40 ]}. Deze verschijnselen kunnen worden gegroepeerd in "vulkanische velden". Deze vulkanische velden ontstaan ​​wanneer grondwater wordt verwarmd door ondiepe magmareservoirs. Dit is het geval bij supervulkanen zoals Yellowstone in de Verenigde Staten en de Phlegraean Fields in Italië of geothermische velden zoals Haukadalur in IJsland .

Op oceaanruggen sijpelt zeewater in spleten in de oceaanbodem , warmt op, wordt geladen met mineralen en komt op de bodem van de oceanen te voorschijn als zwarte rokers of witte rokers .

In een krater met ontgassing en fumarolenactiviteit kan zich door het opvangen van regenwater een zuurmeer vormen . Het water van het meer is erg zuur met een pH van 4 tot 1, soms erg heet met een temperatuur van 20 tot 85  °C en alleen cyanobacteriën kunnen leven in deze wateren die dan blauwgroen getint zijn. Dit type meer komt veel voor bij grote ketens van vulkanen zoals de Pacific Ring of Fire en in de Great Rift Valley .

Gevolg van vulkanisme op de geschiedenis van de aarde

Vulkanisme ontstond tegelijkertijd met de aarde , tijdens de accretiefase van zijn vorming 4,6 miljard jaar geleden. Vanaf een bepaalde massa ondergaan de materialen in het centrum van de aarde een aanzienlijke druk , waardoor warmte ontstaat. Deze hitte, geaccentueerd door de degradatie van de radioactieve elementen , veroorzaakt de versmelting van de aarde die twintig keer meer warmte verspreidt dan vandaag. Na een paar miljoen jaar vormt zich een vaste film op het aardoppervlak. Het wordt op veel plaatsen verscheurd door lavastromen en door grote granietachtige massa's die de toekomstige continenten zullen vormen. Daarna zullen de nieuw gecreëerde lithosferische platen bij voorkeur scheuren op specifieke locaties waar zich vulkanen zullen vormen. Honderd miljoen jaar lang zullen de vulkanen grote hoeveelheden gassen uitstoten in de magere atmosfeer van die tijd: stikstof , kooldioxide , waterdamp , zwaveloxide , zoutzuur , fluorwaterstofzuur ,  enz. 4,2 miljard jaar geleden, ondanks de 375  °C en de druk die 260 keer hoger is dan nu, condenseert waterdamp en doet de oceanen ontstaan .

De rol van de vorming van de eerste organische moleculen en het verschijnen van leven op aarde kan worden toegeschreven aan vulkanen. Inderdaad, de warmwaterbronnen onder water of de solfatara 's en andere geisers bieden gunstige voorwaarden voor het verschijnen van leven: water dat koolstofmoleculen, mineralen, warmte en energie heeft uitgeloogd. Toen het leven zich eenmaal op het aardoppervlak had verspreid en gediversifieerd, hadden vulkanen integendeel grote uitstervingen kunnen veroorzaken  : de leeftijd van de grote uitstervingen van levende wezens valt samen met de leeftijd van de vallen . Deze vallen kunnen zijn veroorzaakt door de val van meteorieten of de uitbarstinguitzonderlijke hotspots . De gecombineerde effecten van vulkanische gassen en deeltjes verspreid in de atmosfeer zouden het verdwijnen van veel soorten hebben veroorzaakt door een vulkanische winter , gevolgd door een toename van het broeikaseffect door veranderingen in de gassamenstelling van de atmosfeer.

Een van de meest geaccepteerde theorieën over het uiterlijk van de mens zou de opening van de Afrikaanse kloof zijn  : gelijkmatig vochtig ter hoogte van de evenaar , zou het Afrikaanse klimaat ten oosten van de kloof zijn opgedroogd, waardoor de wolken die uit het westen komen, worden tegengehouden. Hominiden , die zich aanpasten aan hun nieuwe omgeving, gevormd door een savanne , zouden tweevoetigheid hebben ontwikkeld om aan hun roofdieren te ontsnappen.

Zelfs vandaag de dag nemen vulkanen deel aan de evacuatie van de interne warmte van de aarde en aan de wereldwijde biogeochemische cyclus door gassen, waterdamp en mineralen vrij te geven die in de mantel zijn opgeslokt ter hoogte van de subductieputten .

Impact van vulkanisme op menselijke activiteiten

Overtuigingen en mythen met betrekking tot vulkanen

Elk jaar vindt er een populaire ceremonie plaats, de Yadnya Kasada (en) , aan de oevers van de Bromo , een hindoeïstisch festival waarbij pelgrims zeven keer rond de top van de vulkaan cirkelen die de bodem van hun eiland heeft bevrucht en wordt beschouwd als een Heilige plek. Families voeren daar hun begrafenis- en verzoeningsrituelen uit door offers in de krater te gooien (gezegende gewassen, landbouwproducten, dieren, cakes, bloemen) ^{[ 41 ]} . Tevreden vliegen de zielen van de overledenen weg richting de zon ^{[ 42 ]} . 

Sinds de opkomst van de landbouw en de sedentarisering van samenlevingen, hebben mannen altijd de schouders gewreven met vulkanen. Terwijl ze hen prijzen voor het vruchtbare land dat ze aanbieden, zijn ze ook bang voor hun uitbarstingen en de dood die ze veroorzaken. Snel, door onwetendheid over een natuurlijk fenomeen, worden vulkanen gevreesd, vergoddelijkt , beschouwd als de toegang tot het koninkrijk van de doden, de hel en ondergrondse werelden bevolkt door boze geesten en zijn het onderwerp van legendes en mythen volgens de verschillende culturen.

In de stammen van Azië , Oceanië en Amerika die in de buurt van de Pacifische Ring van Vuur leven , worden vulkaanuitbarstingen beschouwd als manifestaties van bovennatuurlijke of goddelijke krachten. In de Māori-mythologie werden de vulkanen Taranaki / Egmont en Ruapehu allebei verliefd op de Tongariro- vulkaan en brak er een gewelddadige ruzie uit tussen de twee. Dit is de reden waarom er geen Māori tussen de twee woedende vulkanen wonen, uit angst verstrikt te raken in het midden van het geschil.

Naast andere mythen en legendes kunnen we wijzen op die van de Duivelstoren die zou zijn opgestaan ​​om zeven jonge Indiaanse meisjes te redden van beren die de rotswanden zouden hebben gekrast of zelfs het verhaal van de godin Pele die, uit Tahiti verdreven door haar zus Namakaokahai , vond onderdak in Kīlauea en stort sindsdien in woede lavastromen uit met een enkele trap van haar hiel.

Top van de berg Mawenzi in Tanzania , 1996.

Bij de Inca's leidden de grillen van de Misti ertoe dat de krater werd geblokkeerd door een prop ijs , een straf opgelegd door de zon. De Chaga 's van Tanzania vertellen dat de Kilimanjaro , woedend door zijn buurman de Mawensi- vulkaan , hem met een grote stamper sloeg, wat hem zijn grillige top opleverde. Onder de indianen in Oregon was de berg Mazama de thuisbasis van de boze god van het vuur en de berg Shastadie van de heilzame god van de sneeuw. Op een dag kwamen de twee goden in conflict en werd de god van het vuur verslagen en onthoofd, waardoor Crater Lake verslagen werd .

Vulkanen waren zelfs de plaats van mensenoffers  : kinderen die in de krater van Bromo in Indonesië werden gegooid , christenen die werden opgeofferd voor de berg Unzen in Japan , maagden die in het lavameer van Masaya in Nicaragua werden gegooid , kinderen die in een kratermeer werden gegooid om de sublacustrie te kalmeren. vulkaan van Ilopango in El Salvador , enz.

Onder de Grieken en de Romeinen zijn vulkanen de woonplaats van Hephaestus of Vulcanus . De uitbarstingen worden uitgelegd als een goddelijke manifestatie: woede van de goden, voortekenen, activiteit van de smederijen van Hephaestus - die de Grieken onder de Etna plaatsten  - of die van Vulcanus - die de Romeinen onder Vulcano plaatsten  -,  enz. . De Griekse Cycloop zou een allegorie kunnen zijn van vulkanen met hun krater op de top , terwijl de naam Heracles is afgeleid van hiera of etna, het Griekse woord voor vulkanen. Geen enkele wetenschappelijke of goddeloze verklaring werd aanvaard.

Van de Griekse mythen over vulkanen is de bekendste die van Plato in de Timaeus en de Critias . Deze verhalen vertellen over de verdwijning van Atlantis , verzwolgen door de golven in een gigantische aardbeving , gevolgd door een tsunami . Deze mythe heeft niet rechtstreeks betrekking op een vulkaan, maar lijkt te zijn ontstaan ​​bij de uitbarsting van Santorini rond 1600 voor Christus. J.-C. , die het eiland bijna volledig verwoestte en die de val van de Minoïsche beschaving had kunnen veroorzaken of eraan had kunnen bijdragen. Er werd echter geen observatie van de uitbarsting van Santorini geregistreerd en het was pas aan het begin van de ^20e eeuw  dat het belang van de uitbarsting werd gerealiseerd ^{[ 43 ]} .

De Romeinse dichter Virgil , puttend uit Griekse mythen, meldde dat tijdens de Gigantomachy , Enceladus , op de vlucht, werd begraven onder de Etna door Athena als straf voor zijn ongehoorzaamheid aan de goden. Het gerommel van de Etna vormt zo de tranen van Enceladus, de vlammen zijn ademhaling en de trilling zijn pogingen om los te komen. Mimas , een andere reus, werd ondertussen onder de Vesuvius verzwolgen door Hephaestus , en het bloed van de andere verslagen reuzen gutste uit de nabijgelegen Flegreïsche velden .

Wandelaars bovenop Mount Fuji binnenAugustus 2005.

In het populaire christendom werden vulkanen, ondanks enkele pogingen tot pre-wetenschappelijke verklaringen, vaak gezien als het werk van Satan en uitbarstingen als tekenen van Gods toorn . Een aantal wonderen die aan bepaalde heiligen worden toegeschreven, worden in de katholieke traditie in verband gebracht met uitbarstingen: zo bleef de stad Catania in 253 gespaard toen de lavastromen van de Etna in tweeën splitsten voor de processie die de relikwieën van Sint-Agatha droeg . Maar in 1669, kon de processie met dezelfde relikwieën de verwoesting van het overgrote deel van de stad niet vermijden.

In 1660 regende de uitbarsting van de Vesuvius zwarte pyroxeenkristallen eromheen . De bevolking hield ze voor crucifixen en schreef dit teken toe aan Sint Januari die patroonheilige en beschermer van Napels werd . Sindsdien trekt er bij elke uitbarsting een processie door Napels om de bescherming van de heilige af te smeken. Bovendien vindt drie keer per jaar het fenomeen van het vloeibaar worden van het bloed van Sint-Januari plaats, dat, volgens de traditie, de stad beschermt tegen elke uitbarsting van de Vesuvius.

Zelfs vandaag de dag worden religieuze processies geassocieerd met vulkanen en hun activiteit. Bij elke uitbarsting van de Vesuvius bidden katholieke processies tot Sint Januari, op Hawaï vereren de inwoners nog steeds Pele en is de berg Fuji de heilige berg van het shintoïsme , evenals Bromo voor Indonesische hindoes .

Eruptieve voorspelling

Een van de doelstellingen van de vulkanologie is het begrijpen van de oorsprong en het functioneren van vulkanen en soortgelijke fenomenen om een ​​diagnose te kunnen stellen van de risico's en gevaren die bevolkingsgroepen en menselijke activiteiten met zich meebrengen. Vulkanologische voorspellingen vereisen de implementatie van instrumenten (de geboorte van instrumentale vulkanologie dateert uit 1980 tijdens de uitbarsting van Mount Saint Helens  ; de vulkaan was toen volledig geïnstrumenteerd ^{[ 44 ]} ) en de kennis van verschillende wetenschappelijke disciplines. Met de huidige kennis kan vandaag alleen het type uitbarstingen worden voorspeld, zonder echter meer dan een paar uur van tevoren te weten wanneer ze zullen plaatsvinden, hoe lang ze zullen duren en vooral hun belang (volume lava , intensiteit van de releases, enz.).

Het is steeds vaker de trend om actieve vulkanen waarvan bekend is dat ze gevaarlijk zijn, continu te monitoren met behulp van op afstand bestuurbare apparaten die worden aangedreven door zonnebatterijen. In dit opzicht is de uitrusting van Piton de la Fournaise in Réunion , hoewel bekend als ongevaarlijk, voorbeeldig. De metingen worden via telemetrie naar de sterrenwacht gestuurd en alle uitzettingen, trillingen en temperatuurvariaties worden geregistreerd.

De civiele veiligheidsdiensten van de getroffen landen proberen vervolgens het juiste compromis te vinden tussen de risico's en onnodige voorzorgsmaatregelen. In veel gevallen zijn de autoriteiten onoplettend geweest ^{[ 45 ]} . Er waren echter bepaalde successen, zoals in 1991 voor de uitbarsting van Pinatubo , waar de experts de Filippijnse regering overtuigden om de evacuatie van 300.000 mensen te organiseren. Ondanks 500 slachtoffers werden zo 15.000 levens gered.

Gevaarlijke vulkanische manifestaties

Landschap verdronken onder de lava uitgespuugd door de Pu'u'Ō'ō in Hawaï in de Verenigde Staten in 1987.

Sinds 1600 hebben vulkanen wereldwijd 300.000 doden veroorzaakt, wat neerkomt op in 2011 ^{[ 44 ]}  :

• 35,5% van de slachtoffers door vurige wolken;
• 23% aan hongersnoden en epidemieën (een cijfer dat voornamelijk te danken is aan de gevolgen van de uitbarsting van Tambora in 1815 die meer dan 60.000 slachtoffers maakte);
• 22,5% als gevolg van lahars en aardverschuivingen;
• 14,9% aan tsunami's;
• 3% naar Tephra- watervallen  ;
• 1,3% naar gas;
• 0,3% aan lavastromen.

Lava stroomt

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, veroorzaken lavastromen over het algemeen meer materiële schade dan slachtoffers (zie de 0,3% hierboven), want zelfs als ze heel snel kunnen zijn met enkele tientallen kilometers per uur, is hun gedrag over het algemeen voorspelbaar, waardoor mensen tijd hebben om te evacueren. In 2002 liep het lavameer van de Nyiragongo- krater leeg dankzij scheuren in de vulkaan: twee stromen bereikten de stad Goma in Democratisch Congo, doodde 147 mensen en verwoestte 18% van de stad. Deze rivieren van gesmolten materie laten weinig kans voor vegetatie en gebouwen op hun pad, ze verteren ze en begraven ze in een ganggesteente van rotsen.

vurige wolken

Op de Sakurajima- vulkaan (op de achtergrond) bieden een dertigtal betonnen schuilplaatsen en een twintigtal evacuatiegebouwen bescherming tegen tephra-neerslag. De bewoners van het vulkanische schiereiland houden een helm in reserve en de schoolkinderen dragen die op hun schoolreisje ^{[ 46 ]} .

Vurige wolken , ook wel pyroclastische stromingen genoemd, zijn grijze wolken die met honderden kilometers per uur van de hellingen van vulkanen afdalen, 600  °C bereiken en kilometers afleggen voordat ze stoppen.

Geboren uit de ineenstorting van een koepel of een naald van lava , deze wolken bestaande uit vulkanische gassen en tephras glijden over de grond, steken richels over en verteren alles op hun pad. De stapels materialen die door de vurige wolken worden getransporteerd, kunnen zich tientallen meters dik ophopen en zijn de bron van gebieden van ignimbrites .

De dodelijkste zijn die van Krakatoa in 1883 , waarbij 36.000 doden vielen. In 1902 bracht een pyroclastische stroom afkomstig van de berg Pelée op Martinique de stad Saint-Pierre met de grond gelijk en doodde haar 29.000 inwoners. Meer recentelijk veroorzaakte het ontwaken van Soufrière de Montserrat de vernietiging van Plymouth , de hoofdstad van het eiland, en maakte het overgrote deel van het eiland onbewoonbaar vanwege herhaalde passages van vurige wolken.

vulkanische as

Veld bedekt met vulkanische as die in 1980 is vrijgekomen door Mount Saint Helens in de Verenigde Staten .

Verdreven door vulkanische pluimen , kan vulkanische as vallen en hele gebieden onder een dikte van enkele meters bedekken, waardoor gewassen worden vernietigd en hongersnoden ontstaan, zoals het geval was na de uitbarsting van Laki in IJsland in 1783 , het instorten van de daken van woningen op hun inzittenden, de vorming van lahars in geval van regen, enz.

aardbevingen

Aardbevingen kunnen worden veroorzaakt als gevolg van het leeglopen van de magmakamer wanneer de vulkaan op zichzelf instort en een caldera vormt . Het meervoudig verschuiven van de wanden van de vulkaan veroorzaakt dan aardbevingen die gebouwen doen instorten die soms verzwakt zijn door het vallen van vulkanische as .

Tsunami's

Tsunami's kunnen op veel manieren worden gegenereerd tijdens een vulkaanuitbarsting , zoals de explosie van een onderzeese of overspoelde vulkaan , het vallen van muren of vurige wolken in de zee, het instorten van de vulkaan op zichzelf waardoor het water in direct contact komt met het magma van de magmakamer , aardverschuivingen in verband met het legen van de magmakamer, enz. In 1883 veroorzaakte de explosie van Krakatoa een tsunami die, in verband met de vurige wolken, 36.000 slachtoffers eiste, in 1792 eiste die van de berg Unzen 15.000.

Aardverschuivingen

Net als vurige wolken kunnen aardverschuivingen dodelijke lawines veroorzaken. In zeldzame gevallen is het een groot deel of de meerderheid van de vulkaan die uiteenvalt onder de druk van de lava . In 1980 verraste Mount Saint Helens vulkanologen over de hele wereld toen de helft van de vulkaan uit elkaar brak. Sommige wetenschappers, die dachten dat ze beschut waren op de omliggende heuvels, kwamen vast te zitten en kwamen om in de gigantische vurige wolk die volgde.

vulkanische gassen

Vulkanische gassen zijn het meest stiekeme gevaar van vulkanen. Ze worden soms uitgestoten zonder enige andere tekenen van vulkanische activiteit tijdens een limnische uitbarsting . In 1986 kwam in Kameroen een laagje koolstofdioxide uit het Nyosmeer . Dit gas was zwaarder dan lucht en rolde van de hellingen van de vulkaan af en doodde 1.800 dorpelingen en enkele duizenden slapende runderen door verstikking .

Lahars

Afzettingen als gevolg van de passage van lahars op de hellingen van Mount Saint Helens in de Verenigde Staten in 1982.

Lahars zijn modderige stromen die bestaan ​​uit water , tephras , meestal koude of hete vulkanische as , zeer dicht en zwaar en met veel puin zoals rotsblokken, boomstammen, overblijfselen van gebouwen, enz. Lahars ontstaan ​​wanneer zware regenval tijdens tropische cyclonen of langdurige synoptische regenval op vulkanische as valt. Ze kunnen jaren na een vulkaanuitbarsting optreden zolang as kan worden meegevoerd. In 1985 24.000 inwoners van de Colombiaanse stad Armerowerden overspoeld door een lahar geboren op de hellingen van Nevado del Ruiz .

Jökulhlaup

De jökulhlaup is een bijzonder krachtig en meedogenloos type overstroming . Het ontstaat wanneer er een vulkaanuitbarsting plaatsvindt onder een gletsjer of ijskap en de hitte van magma of lava erin slaagt grote hoeveelheden ijs te smelten . Als het smeltwater niet kan wegvloeien, vormt het een meer dat kan worden geleegd wanneer de barrière die het tegenhoudt, gevormd door een rotswand of een gletsjer, doorbreekt. Een stroom die lava, tephras , modder , ijs mengten rotsblokken ontsnappen dan uit de gletsjer en dragen alles op zijn pad. De meest voorkomende jökulhlaup vindt plaats in IJsland , rond Vatnajökull .

Verzuring van meren

Verzuring van meren is een ander mogelijk gevolg van de aanwezigheid van een vulkaan. Verzuring heeft tot gevolg dat alle levensvormen uit de wateren en hun omgeving verdwijnen en kan zelfs een gevaar vormen voor de lokale bevolking. Dit fenomeen doet zich voor wanneer dampen van vulkanische gassen op de bodem van een meer ontstaan, die ze vervolgens opsluiten door op te lossen, waardoor het water verzuurt.

Vulkanische winters

As , vulkanische gassen en druppeltjes zwavelzuur en fluorwaterstofzuur die door vulkanische pluimen in de atmosfeer worden uitgestoten, kunnen zure regen en "  vulkanische winters  " veroorzaken die de temperaturen verlagen en hongersnoden , strenge winters of koude zomers wereldwijd kunnen veroorzaken, zoals het geval was met de uitbarstingen van Samalas in 1257 , Tambora in 1815 en Krakatoa in 1883 .

Recent onderzoek toont aan dat vulkaanuitbarstingen een aanzienlijke invloed hebben op het mondiale klimaat en moeten worden beschouwd als belangrijke katalytische fenomenen bij het verklaren van ecologische veranderingen en historische omwentelingen ^{[ 47 ]} .

Activa gerelateerd aan vulkanen

Zwavelerts oogsten in de Kawah Ijen-krater in Indonesië , 2005.

In sommige opzichten kan de mens profiteren van de aanwezigheid van vulkanen met:

• het benutten van aardwarmte voor de productie van elektriciteit , het verwarmen van gebouwen of kassen voor gewassen;
• de levering van materialen voor de bouw, of voor industrieel gebruik zoals:
  • basalt dat dient als bouwsteen, ballast of puin;
  • puimsteen en puzzolaan die onder andere dienen als isolatie in beton;
  • de winning van ertsen van zwavel , koper , ijzer , platina , diamanten , enz.
• de bemesting van bodems zoals de hellingen van de Etna , die een regio vormen met een zeer hoge landbouwdichtheid vanwege de vruchtbaarheid van de vulkanische bodems en waar immense citrusboomgaarden zijn gevestigd. Deze vruchtbare vulkanische bodems ondersteunen wereldwijd 350 miljoen mensen ^{[ 48 ]} .

Een vulkaan draagt ​​ook bij aan het toerisme door bezoekers een panorama, wandelbestemmingen , hydrotherapie of zelfs een bedevaartsoord aan te bieden.

Zelfs op artistiek gebied is hun invloed voelbaar: bepaalde uitbarstingen die veel vulkanische as uitstoten, zoals die van Tambora in 1815 , zorgden jarenlang voor spectaculaire zonsondergangen . Sommige schilders zoals Turner waren in staat om dit licht te vangen door middel van originele werken die het impressionisme aankondigen .

Vulkanologie

Vulkanologie of (veel zeldzamer) vulkanologie is de wetenschap die vulkanische verschijnselen, hun producten en hun voorkomen bestudeert: vulkanen, geisers , fumarolen , vulkaanuitbarstingen , magma's , lava , tephra , enz. Een vulkanoloog of vulkanoloog is de wetenschapper die gespecialiseerd is in deze discipline die verband houdt met geofysica , seismologie en geologie waarvan het een specialiteit is.

De doelstellingen van deze wetenschap zijn het begrijpen van de oorsprong en het functioneren van vulkanen en gelijkaardige fenomenen om voor een bepaalde periode een diagnose te kunnen stellen van de risico's en gevaren die de bevolking en menselijke activiteiten lopen. Studies en onderzoek vinden in eerste instantie plaats in het veld om informatie te verzamelen in de vorm van observaties, metingen en bemonstering en vervolgens in het laboratorium om gegevens en monsters te analyseren en te interpreteren. Het beheersen van de effecten van zelfs een uitbarsting als deze eenmaal plaatsvindt, is inderdaad onmogelijk. Slechts enkele operaties om de lavastroom om te leiden zijn succesvol geweest op deHeimaey in IJsland .

Alleen preventie kan de gevolgen van een vulkaanuitbarsting beperken of voorkomen. Deze preventie omvat het observeren van de vulkaan en de waarschuwingssignalen van een uitbarsting: uitstoot van vulkanische gassen , zwelling en leeglopen van de vulkaan, kleine aardbevingen , thermische anomalieën, enz. Het tijdelijk en dringend evacueren van gebieden in gevaar is de meest gebruikte preventieve maatregel. Desalniettemin zijn er preventiemiddelen op lange termijn, zoals de volledige evacuatie van de gebieden die het meest zijn blootgesteld aan vulkanische risico's, de ontwikkeling van preventie-, evacuatie-, hulpverlenings- en bewustmakingsplannen, enz.

Onderwater vulkanen

Zwarte rokers op de Mid-Atlantische Rug .

Onderwatervulkanen zijn de talrijkste op aarde . Geschat wordt dat 75% van de vulkanen en stollingsmaterialen die door vulkanen worden uitgestoten, vrijkomen op oceaanruggen ^{[ 49 ]} . Foutvulkanen worden meestal gevonden langs oceaanruggen waar ze vloeibare lava uitstoten. Deze lava's, blootgesteld aan koud water tussen één en twee graden Celsius en aan hoge druk , hebben de vorm van ballen: dit zijn de "  kussenlava 's  ".

De andere vulkanen die langs de subductieputten liggen en die gevormd door een hot spot geven aanleiding tot een onderwaterberg met een platte top en een zeer steile helling: een guyot . Wanneer een onderzeese vulkaan erin slaagt de oppervlakte te bereiken, komt deze tevoorschijn in een Surtseyan- achtige uitbarsting . Twee onderzeese vulkanen zijn beroemd en worden gecontroleerd: de Lō'ihi , de volgende vulkaan in Hawaï die uit de Stille Oceaan zal komen , en de Kick-'em-Jenny ten noorden van het eiland Grenada in West-Indië .en die zich zeer dicht bij de oppervlakte bevindt en explosieve activiteit heeft.

Het Tamu-massief is een onderwaterschildvulkaan die wordt beschouwd als de grootste vulkaan op aarde en een van de grootste in het zonnestelsel ^{[ 50 ]} .

Buitenaardse vulkanen

Satellietfoto van Olympus Mons op Mars gemaakt door de Viking 1 -sonde in 1978.

De aarde is niet de enige planeet in het zonnestelsel die vulkanische activiteit ervaart.

Venus ervaart intens vulkanisme met 500.000 vulkanische gebouwen, Mars heeft Olympus Mons , een vulkaan die als uitgestorven wordt beschouwd en 22,5 kilometer hoog is, waardoor het de hoogste piek in het zonnestelsel is, de maan wordt bedekt door de "  maanmaria  ", enorme velden van basalt .

Vulkanen bestaan ​​ook op satellieten van Jupiter en Neptunus , waaronder Io en Triton . De Voyager 1 -sonde maakte het mogelijk om te fotograferenmaart 1979een uitbarsting op Io, terwijl Voyager 2 ontdekte op Triton inAugustus 1989sporen van cryovulkanisme en geisers . Enceladus , satelliet van Saturnus , is de zetel van cryovulkanen (zie Enceladus-artikel, Cryovolcanism-sectie ). Aangezien de chemische samenstelling aanzienlijk varieert tussen planeten en satellieten, is het type ejecta heel anders dan dat wat op aarde wordt uitgestoten , zoals zwavel , stikstofijs , enz.

Vulkanen in de media

De uitbarsting van een vulkaan in de buurt van een bevolkt gebied wordt heel vaak ervaren als een ingrijpende gebeurtenis in het leven van een land, omdat het, naast de spectaculaire en onverwachte aard van een uitbarsting, toezicht vereist en soms de evacuatie en verzorging van mensen in Gevaar.

Vulkanen zijn soms de hoofdrolspelers in bepaalde rampenfilms zoals Dante's Peak en Volcano of de BBC en Discovery Channel docufictie Supervolcano , die het ontwaken van de Yellowstone - supervulkaan in een uitbarsting verbeeldt . buitenlandse vrouw die niet integreert op het vulkanische eiland Stromboli vanwege mentaliteitsverschillen met de bewoners, onder wie haar man met wie ze haastig trouwde in een gevangenkamp.

Vaker zijn vulkanen het onderwerp van talrijke wetenschappelijke, informatieve of populaire televisiedocumentaires .

Opnames

• Hoogste vulkanen:
  • totale hoogte: Mauna Kea , Hawaï , met 10.230 meter boven de oceaanbodem, voor een hoogte van 4.207,5 meter ^{[ 51 ]}  ;
  • hoogte: Nevados Ojos del Salado , Chili , met 6.887 meter boven zeeniveau ^{[ 52 ]} .
• Grootste vulkaan van Europa: de Cantal met 2.700  km ² en 70  km in doorsnee ^{[ 53 ]} .
• Grootste uitbarsting (in volume uitgeworpen materiaal): Toba 73.000 jaar geleden met 2.800  km ³
• Kleinste uitbarsting (in volume uitgeworpen materiaal): geothermische boringen bij Hverarönd in IJsland in 1977 met 1,2  m ³ basalt ^{[ 54 ] , [ 55 ]} .
• Meest actieve vulkaan: Kīlauea en Piton de la Fournaise strijden om het record met een uitbarsting om de anderhalf tot anderhalf jaar.
• Jongste vulkaan: Ardoukoba met eerste uitbarsting innovember 1978terwijl Paricutín zijn eerste uitbarsting beleefde in 1943 .
• Grootste caldera of grootste terrestrische vulkanische krater : Toba werd 73.000 jaar geleden gevormd met een lengte van honderd kilometer en een breedte van dertig kilometer.
• Hoogste aantal slachtoffers: Tambora op het eiland Sumbawa in Indonesië in 1816 met 88.000 doden die rechtstreeks verband hielden met de uitbarsting en 200.000 extra doden door hongersnood.
• Luidste vulkaanuitbarsting: Krakatoa in Indonesië op27 augustus 1883waar de explosie werd gehoord tot aan Rodrigues Island , 500 kilometer ten oosten van Mauritius , of 4.811 kilometer verwijderd van de uitbarsting ^{[ 55 ]} .
• Grootste vulkanische pluim  : Taupo in Nieuw-Zeeland met een geschatte hoogte van vijftig kilometer ^{[ 55 ]} .
• Langste lavastroom  : bij Undara in Australië met een lengte van 160 kilometer ^{[ 55 ]} .

Aantekeningen en referenties

bijlagen

Er is een categorie aan dit onderwerp gewijd: Volcano .

Bibliografie

• Jacques-Marie Bardintzeff , De vulkanen , Minerva, 2004 ( ISBN  978-2-8307-0755-7 )
• Michel en Anne-Marie Detay, Vuur- en watervulkanen , Belin, 2013 ( ISBN  978-2-7011-7561-4 )
• Bernhard Edmaier, Vulkanen , Fernand Nathan, 2004 ( ISBN  978-2-09-261099-2 )
• Jacques Kornprobst , Christine Laverne, Volcanoes, hoe werkt het? , BRGM-edities, 2002 ( ISBN  978-2-84703-017-4 )
• Maurice Krafft , The Fires of the Earth: Stories of Volcanoes , Éditions Gallimard, coll. "  Ontdekkingen Gallimard / Wetenschappen en technieken" ( nr ^{. 113} )  , 2003 ( ISBN  978-2-07-042900-4 )
• Haroun Tazieff , Vulkanen , Larousse-Bordas, 1996, tweede editie, 1999 ( ISBN  978-2-04-027174-9 )
• Patrick de Wever, Vulkanisme: doodsoorzaak en bron van leven , Vuibert, 2003 ( ISBN  978-2-7117-5293-5 )
• Science et Vie Junior , "Vulkanen en mensen", speciale uitgave, Excelsior Publications SA, 1994

Gerelateerde artikelen

Externe links

• Autoriteitsrecords  :

  • Nationale Bibliotheek van Frankrijk ( gegevens )
  • Bibliotheek van het Congres
  • Gemeinsame Normdatei
  • Nationale dieetbibliotheek
  • Nationale Bibliotheek van Israël
  • Tsjechische Nationale Bibliotheek
• Records in algemene woordenboeken of encyclopedieën  :

  • Encyclopedie Britannica
  • Gran Encyclopedie Catalana
  • Norske leksikon bewaren

• Vulkanisme Portal
• Berg portaal
• Geografie portaal