Je leest:

Vulkanen gewekt door aardbevingen

Vulkanen gewekt door aardbevingen

Auteur: | 12 december 2010

Woont u dicht bij een vulkaan? En heeft zich onlangs ergens op aarde een grote aardbeving voorgedaan? Wees dan op uw hoede! De wetenschappelijke bewijzen dat aardbevingen vulkanen tot op duizenden kilometers afstand wakker kunnen schudden stapelen zich op…

Jane Chadwick, met toestemming

Op 26 december 2004 vond een hevige aardbeving plaats in zee nabij Sumatra, met een magnitude van 9,3 op de schaal van Richter. De zeebeving veroorzaakte de tsunami die aan bijna 300.000 mensen het leven kostte.

In de weken die daarop volgden werden op verschillende plekken op aarde enkele grote vulkanen plotseling actief. Elf dagen na de beving begon de Anatahan op de Mariana eilanden zich te roeren, na maandenlang slechts wat gerommeld te hebben: er was melding van explosies, aswolken tot drie kilometer hoogte en gesteentebrokken van meer dan een meter doorsnede die over afstanden tot honderd meter werden weggeslingerd. Op 9 januari 2005 barstte de Popocatépetl in Mexico uit na 15 maanden rustig te zijn geweest en half januari dat jaar vond een kleine uitbarsting van de Klyuchevskoi in Rusland plaats.

Toeval? Aardwetenschappers Dario Delle Donne en Maurizio Ripepe van de Universiteit van Florence en twee collega’s uit Frankrijk en Hawaï denken van niet. “Wereldwijd ging de gemiddelde warmteuitstoot van vulkanen na de aardbeving bij Sumatra met een factor drie omhoog, om een paar maanden later weer terug te vallen naar het oude niveau”, vertelt Ripepe. Het is één van de opmerkelijke conclusies uit het artikel dat de onderzoekers onlangs publiceerden in het vakblad Geology.

Zeven jaar lang hielden de onderzoekers op satellietbeelden bij of de warmtestroom aan het aardoppervlak bij vulkanen veranderde na het optreden van een flinke aardbeving – dat wil zeggen met een magnitude van 4.5 of hoger – om een antwoord te vinden op de vraag: Onder welke omstandigheden kan een slapende vulkaan wakker worden geschud door een aardbeving?

Popocatépetl, Mexico.
Cvmontuy, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

Eerder onderzoek

Dát aardbevingen de opmaat kunnen vormen tot vulkaanactiviteit was al bekend, maar dan vooral voor vulkanen die zich in de regio bevinden waar de aardbeving plaatsvond. Zo vormde Zuid-Italië eind 2002 het toneel van een reeks spectaculaire gebeurtenissen. Een aardbeving met een magnitude van ongeveer 6 op de schaal van Richter ten noorden van Sicilië werd binnen enkele maanden gevolgd door een uitbarsting van de Etna, een uitbarsting van de Stromboli en een flinke uitstoot van gas nabij de Panarea. In 2009 werd aangetoond dat de aardbeving in dit geval inderdaad de aanleiding was geweest voor de vulkaanactiviteit in het gebied. Ook op Java werd in mei 2006 een aardbeving met magnitude 6,4 binnen drie dagen gevolgd door een sterke toename in activiteit van de nabijgelegen Merapi en Semeru vulkanen.

“Soms reageert een vulkaan op een aardbeving, soms ook niet”, vat Ripepe de voorspellende waarde van eerdere onderzoeken samen. “Wij hebben geprobeerd daar statistisch gezien een iets nauwkeurige uitspraak over te doen.”

Semeru, Java.
Jane Chadwick, met toestemming

Factoren

Van de 65 vulkanen die de onderzoekers in de gaten hielden, waren er 24 die reageerden op het optreden van een aardbeving in de buurt. Het optreden van een reactie bleek vooral af te hangen van de afstand tussen het epicentrum van de beving en de vulkaan, de zwaarte van de beving en de oriëntatie van de breuk waarlangs de aardbeving plaatsvond. Vulkanen die in het verlengde van het breukvlak lagen, reageerden het vaakst.

Verder is de kans dat een aardbeving erin slaagt een vulkaan wakker te schudden een stuk groter als deze toch al voorzichtig aan het ontwaken is. Van de zeven bevingen met een magnitude hoger dan 7,9 werden er vier gevolgd door een flinke toename van de warmtestroom rond vulkanen wereldwijd.

Vorig jaar toonden ook Silke Eggert en Thomas Walter van het GeoForschungsZentrum in Potsdam al aan dat de activiteit van vulkanen significant toeneemt na een grote aardbeving en dat het effect tot op duizenden kilometers meetbaar is. Zij kwamen tot hun conclusie op grond van een statistische analyse van historische gegevens over het voorkomen van aardbevingen en vulkaanuitbarstingen sinds het eind van de 19e eeuw.

De oorzaak van de vulkaanuitbarstingen moet volgens Delle Donne en zijn collega’s gezocht worden in de energie die vrijkomt bij een aardbeving. Via de golven die bij een beving ontstaan aan het aardoppervlak kan deze energie zich over enorme afstanden verplaatsen. Welk mechanisme er precies aan het werk is, is echter nog niet helemaal duidelijk.

Voor vulkanen die zich in een aardbevingsregio bevinden, zou de verplaatsing van de aardkorst ervoor kunnen zorgen dat de magmakamer in de knel komt, schrijven Eggert en Walter in 2009 in Tectonophysics. Hierdoor kan het magma uit de vulkaan geduwd worden, ongeveer zoals tandpasta uit een tube wordt gedrukt. Maar hoe worden vulkanen over een grote afstand geactiveerd?

Stromboli, Italië.
Wolfgang Beyer, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Eigentrillingen en gas

Rob Govers, geofysicus bij de Universiteit Utrecht, denkt dat het wel eens met eigentrillingen te maken zou kunnen hebben. “Na de komeetinslag bij Yucatan, die 66 miljoen jaar geleden de dinosauriërs van de aardbodem wegvaagde, vond aan de andere kant van de wereld opeens een grote eruptie van basaltisch lava plaats,” vertelt hij. “Als oorzaak hiervan is wel eens geopperd dat de schok van de komeetinslag de aarde in een toestand van eigentrilling heeft gebracht.” Hierdoor versterkte de golfbeweging zichzelf, en kon de spanning hoog genoeg worden om de eruptie te veroorzaken.

Een creatief idee, vindt Govers, want eigentrillingen worden vaak opgewekt bij grote bevingen en houden bovendien maanden aan. “Maar het mechanisme is eigenlijk nooit verder onderzocht,” voegt hij er aan toe.

Jane Chadwick, vulkanologe aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, vermoedt dat de aanwezigheid van gas in een vulkaan van groot belang kan zijn voor de respons. “Bij een flinke beving van de aardkorst kan door de aanwezigheid van gas de druk in de magmakamer flink toenemen”, vertelt ze. Wie wel eens een fles champagne flink door elkaar heeft geschud zal het onmiddellijk beamen.

Maar wat betekent dat dan? Moeten mensen rondom vulkanen na een aardbeving onmiddellijk geëvacueerd worden? Nee, dat ook weer niet, zegt Ripepe. Welke vulkanen op aardbevingen gaan reageren is nog steeds onduidelijk en de reactietijd kan enkele uren zijn, maar net zo goed vele maanden. Het blijft dus in spanning afwachten.

Bronnen:

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 december 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.