Een vulkaan is een plek waar tijdens erupties lava, gassen of brokken steen naar buiten komen. Deze vorm van vulkanisme komt vooral voor nabij grenzen van aardplaten maar ook bij hotspots.

Kerið vulkaankrater, IJsland

Oorzaken

Vulkanisme komt vooral voor langs de randen van de aardplaten. De oorzaak hiervan is het verschijnsel tektoniek. Doordat er hitte in het binnenste van de Aarde ontstaat door radioactief verval, zijn er convectiestromen in de aardmantel. Deze convectiestromen zijn de motor van de platentektoniek.

Door de stroming in de mantel naar boven toe zal op een gegeven moment het gesteente smelten door het afnemen van de druk op geringere diepte. Hierbij vormt zich een magmakamer. Het gesteente kan ook gedeeltelijk smelten, waardoor de niet gesmolten mineralen zich kunnen scheiden van de magma. Dit heet magmadifferentiatie. Dit proces verklaart de grote verscheidenheid aan soorten stollingsgesteenten die op Aarde voorkomen.

Door de beweging van de aardplaten komt het voor dat oceanische korst subduceert onder continentale korst in subductie zones. Op de continentale korst ontstaat dan een rij vulkanen. Hotspots kunnen echter overal voorkomen omdat ze worden veroorzaakt door mantelpluimen vanuit de aardmantel.

Typen vulkanen en erupties

Doordat de lava van samenstelling en stroperigheid verschilt bestaan er verschillende vormen van vulkanen: stratovulkaan, schildvulkaan en spleetvulkaan. Taaiere lava veroorzaakt eerder explosieve erupties, en vormt daarbij een stratovulkaan. Afhankelijk van het type vulkanisme en de eventuele aanwezigheid van water kan er ook een krater ontstaan.

Spleetvulkanen komen vooral voor op de spreidingszones in de oceanen waar continenten uit elkaar drijven. Bijvoorbeeld de mid-oceanische-rug in de Atlantische oceaan. Deze spleetvulkanen zorgen voor de vorming van nieuwe oceanische korst, meestal van Basalt.

Stratovulkanen zijn hoog en kegelvormig en voldoen aan het klassieke beeld van een vulkaan. Stratovulkanen kunnen ontstaan op plekken waar explosieve uitbarstingen plaatsvinden. Door de samenstelling van de magma is de lava vrij taai en kunnen gassen zich ophopen. Lavastromen komen niet heel ver en explosieve erupties door de hoog opgelopen gasdruk in de vulkaan zorgen voor asregens en pyroclastische stromen. Hierdoor ontstaat een kegelvormige vulkaan die is opgebouwd uit tefra en lava. Stratovulkanen komen doorgaans voor bij subductie zones. Meestal in vulkanische eilandbogen of rijen vulkanen op het land. Het beste voorbeeld hiervan is de 'ring van vuur' rond de Stille oceaan.

Een schildvulkaan is herkenbaar aan zijn zeer vlakke hellingen. Dit in tegenstelling tot stratovulkanen die hoog en kegelvormig zijn. Door de samenstelling van de magma is deze vrij dun en vloeit de lava uit over een groot gebied. Hierdoor ontstaat de vlakke vorm van de schildvulkaan. Schildvulkanen hebben doorgaans relatief rustige niet-explosieve erupties. Schildvulkanen komen onder andere voor op IJsland en bij oceanische hotspots zoals Hawaï.

Vulkanische afzettingen

Wanneer lava bij een eruptie vrijkomt dan kan zich afhankelijk van de snelheid van afkoeling en de minerale samenstelling bijvoorbeeld Basalt, Andesiet, Daciet, Rhyoliet of Obsidiaan vormen. Bij explosieve erupties ontstaat vulkanische as en tefra dat grote gebieden kan bedekken. Vooral bij afzetting van vulkanische as in water kunnen fossielen bewaard blijven van dieren of plantenresten die snel worden begraven. In de lava gesteenten zijn vaak bellen of holtes aanwezig die gevormd zijn door vulkanische gassen in het gesteente. In deze holtes kunnen zich in de loop van de geschiedenis opgeloste mineralen afzetten en kunnen agaten of geodes worden gevormd.

Ribbels in gestolde lava bij de Askja vulkaan, IJsland.

Tijdens een eruptie kunnen door grote hoeveelheden afkoelend as pyroclastische stromen ontstaan. Deze gloedwolken kunnen met grote snelheid de vulkaanhellingen afrazen waarbij alles wordt verwoest. In de Romeinse tijd zijn Pompeï en Herculaneum verwoest in het jaar 79 verwoest door een pyroclastische stroom van de vulkaan Vesuvius in het huidige Italië.

Bij een eruptie waarbij grote hoeveelheden as en tefra vrijkomen is de kans groot dat er aardverschuivingen voorkomen in het materiaal. Bij regenval is er tijdens en na de eruptie grote kans op lahars, modderstromen van vulkanische as. Deze kunnen tot kilometers van de vulkaan grote verwoestingen aanrichten.

Andere verschijnselen

Vulkanisme is een verzamelnaam voor geologische processen aan het oppervlak, die het gevolg zijn van het omhoog komen van heet materiaal uit het binnenste van een planeet. Het omhoogkomende materiaal kan bestaan uit magma (gesmolten gesteente), maar ook uit vluchtige stoffen zoals gassen of vloeistoffen. Als dergelijk materiaal het oppervlak bereikt spreekt men van een eruptie of uitbarsting. Wanneer magma over het oppervlak uitstroomt, wordt het lava genoemd. Een eruptie kan echter vergezeld gaan van explosies, waarbij ook puin en as (tefra of pyroclastisch materiaal genoemd) weggeslingerd of de atmosfeer ingeblazen worden. Op de plek van de eruptie kan een vulkaan ontstaan, wanneer de eruptie explosief van aard is ontstaat een krater.

De geiser Geysir, IJsland. Foto Herman Zevenberg.

Sporen van vulkanische activiteit uit het verleden zijn soms ook terug te vinden in de vorm van een intrusie. Hierbij is magma binnengedrongen in een al aanwezig gesteente en daarna gestold.

Een caldera is een grote vulkaankrater die is ontstaan doordat de oorspronkelijke vulkaan is ingezakt door het leegraken van de magmakamer door een eruptie. Caldera's kunnen vele kilometers in doorsnede zijn, en niet meer goed herkenbaar zijn als krater.

Als er magma aanwezig is op geringe diepte in de aardkorst kunnen er aan de oppervlakte hete bronnen, geisers ontstaan. Ook kunnen er door ontsnappen van vulkanische gassen (meestal SO2 en CO2) fumarolen voorkomen.