Kaldera

'n Kaldera is 'n groot holte wat vorm kort nadat die magmakamer van 'n vulkaan leeg geraak het in 'n vulkaniese uitbarsting. Wanneer groot volumes magma in 'n kort tyd uitgeskiet word, is daar nie meer strukturele steun vir die rots bo die magmakamer nie. Die grond stort dan af tot in die leë of halfleë magmakamer en laat 'n enorme depressie op die oppervlak (met 'n deursnee van een tot tientalle kilometers). 

Hoewel 'n kaldera soms as 'n soort krater beskryf word, is dit eintlik 'n soort sinkgat, omdat dit gevorm word deur 'n instorting eerder as 'n ontploffing of impak. Sedert 1900 het net sewe kalderavormende instortings sover bekend plaasgevind, waarvan die mees onlangse een in 2014 by die Bárðarbunga-vulkaan in Ysland was.

Etimologie
Die term kaldera kom van die Spaanse caldera en Latynse caldaria vir "kookpot". Dit is deur die Duitse geoloog Leopold von Buch bedink toe hy sy memoires geskryf het oor sy besoek van 1815 aan die Kanariese Eilande, waar hy eers die Las Cañadas-kaldera op Tenerife gesien het, met die berg Teide wat die landskap oorheers, en daarna die Caldera de Taburiente op La Palma.

Kalderavorming

'n Instorting word veroorsaak deurdat die magmakamer onder 'n vulkaan leegloop, soms vanweë 'n groot, ontploffende vulkaanuitbarsting, of soms vanweë die uitvloeiing van magma aan die kant van 'n vulkaan. 

As genoeg magma uitgewerp word, kan die leë magmakamer nie meer die gewig van die vulkaanstruktuur dra nie. 'n Rofweg sirkelvormige fraktuur, die "kringverskuiwing", ontwikkel om die rand van die kamer. Kringverskuiwings dien as voedingsplekke vir intrusies (inpersings van magma). Sekondêre vulkaanopeninge kan bo die kringverskuiwing vorm. 

Wanneer die magmakamer leeg raak, begin die middel van die vulkaan binne die kringverskuiwing instort. Die instorting kan veroorsaak word deur 'n enkele kataklismiese uitbarsting of in fases as gevolg van 'n reeks uitbarstings. Die totale gebied wat instort, kan honderde vierkante kilometers wees.

Soorte kalderas

Ontploffende kalderas
Ontploffende kalderauitbarstings word veroorsaak deur 'n magmakamer waarvan die magma ryk is aan silika. Silikaryk magma is baie vloeitraag of taai en vloei dus nie so maklik soos basalt nie. 

Die magma bevat ook gewoonlik 'n groot hoeveelheid opgeloste gasse. Wanneer die magma naby die aarde se oppervlak kom, veroorsaak die daling in insluitingsdruk dat die vasgekeerde gasse vinnig uit die magma borrel, en dit fragmenteer die magma om 'n mengsel van vulkaanas en ander vulkaanpuin met die baie warm gasse te skep.

Die mengsel van as en vulkaangasse styg aanvanklik in die atmosfeer op as 'n uitbarstingskolom. Wanneer die volume van uitgewerpte materiaal egter toeneem, kan die uitbarstingskolom nie meer in die lug dryf nie, en dit stort ineen in 'n fontein van puin wat terugval op die oppervlak en piroklastiese strome vorm. Dié soort uitbarstings kan vulkaanas oor groot gebiede versprei. Toe die Yellowstone-kaldera sowat 650 000 jaar gelede die laaste keer uitgebars het, het dit sowat 1 000 km3 materiaal vrygestel wat 'n groot deel van Noord-Amerika in tot twee meter dik puin bedek het.

Uitbarstings is bekend wat nog groter kalderas gevorm het, soos die La Garita-kaldera in die San Juan-berge van Colorado, waar die Fish Canyon-tufsteen van 5 000 km3 sowat 27,8 miljoen jaar gelede in uitbarstings uitgewerp is.

As magma steeds in die ineengestorte magmakamer ingepers word, kan die middel van die kaldera opgelig word in die vorm van 'n "herrese koepel", soos in die Valles-kandera, die Tobameer, die San Juan-vulkaanveld, Cerro Galán, Yellowstone-kaldera, en baie ander kalderas.

Omdat 'n silikaryk kaldera honderde of selfs duisende kubieke kilometer materiaal in 'n enkele uitbarsting kan uitwerp, het dit 'n katastrofiese uitwerking op die omgewing. Selfs klein kalderavormende uitbarstings, soos Krakatoa in 1883, kan 'n aansienlike plaaslike verwoesting tot gevolg hê, asook 'n merkbare afname in temperatuur dwarsoor die wêreld. Groot kalderas kan 'n selfs groter uitwerking hê. 

Op sekere tye op die geologiese tydskaal het riolitiese kalderas in groepe verskyn. Die oorblyfsels van sulke groepe kan gesien word op plekke soos die Rùmkompleks van Skotland uit die Eoseen, die San Juan-berge van Colorado (wat gedurende die epogs Oligoseen, Mioseen en Plioseen gevorm is) of die St. Francois-bergreeks van Missouri (wat in die Proterosoïese eon uitgebars het).

Nieontploffende kalderas
Sommige vulkane, soos die groot skildvulkane Kīlauea en Mauna Loa op die eiland Hawaii, vorm kalderas op 'n ander manier. Die magma wat dié vulkane voed, is basalt en arm aan silika. Die magma is dus veel minder taai as dié van 'n riolitiese vulkaan en die magmakamer word gedreineer deur groot lawastrome eerder as ontploffings. Die gevolglike kalderas is ook bekend as sinkingskalderas en vorm geleideliker as ontploffende kalderas. Die kalderas op Fernandina-eiland het byvoorbeeld in 1968 gesink toe dele van die kalderavloer 350 m ver geval het.

Buiteaardse kalderas
Dit is sedert die vroeë 1960's bekend dat vulkanisme op ander planete en mane in die Sonnestelsel voorkom. Danksy bemande en onbemande ruimtevaarte is vulkanisme ontdek op Venus, Mars, die Maan en Io, 'n natuurlike satelliet van Jupiter. Nie een van dié liggame het plaattektoniek nie – laasgenoemde dra by tot sowat 60% van die Aarde se vulkaanaktiwiteit. (Die ander 40% word toegeskryf aan sogenaamde "hotspot"-vulkanisme, wat gevoed word deur die onderliggende mantel wat afwykend warm is in vergelyking met die omringende mantel). 

Kalderastrukture is dieselfde op al hierdie liggame, hoewel die groottes aansienlik wissel. Die deursnee van die gemiddelde kaldera op Venus is 68 km en op Io byna 40 km. Op Mars is dit 48 km, kleiner as op Venus. Kalderas op die Aarde is die kleinste van al die liggame en wissel tussen 1,6 km tot 'n maksimum van 80 km.

Die Maan
Die Maan het 'n buitenste dop van kristalrots met 'n lae digtheid wat 'n paar honderd kilometer dik is en gevorm het vanweë 'n vinnige skepping. Die Maan se kraters het goed behoue gebly en daar is eens geglo hulle is die gevolg van uiterse vulkaanaktiwiteit, maar eintlik is dit deur meteoriete gevorm, feitlik almal in die eerste paar honderd miljoen jaar nadat die Maan ontstaan het. Sowat 500 miljoen jaar later kon die Maan se mantel aansienlik smelt as gevolg van die verval van radioaktiewe elemente.

Enorme basaltiese uitbarstings het plaasgevind, gewoonlik in die basis van groot impakkraters. Uitbarstings kon ook plaasgevind het vanweë 'n magmareservoir by die basis van die kors. Dit vorm 'n koepel, moontlik dieselfde morfologie as dié van 'n skildvulkaan, waar kalderas dikwels vorm. Hoewel kaldera-agtige strukture seldsaam op die Maan is, is hulle nie heeltemal afwesig nie. Die Compton-Belkovich-vulkaankompleks aan die ver kant van die Maan is vermoedelik 'n kaldera, moontlik 'n asvloeikaldera.

Mars
Die vulkaanaktiwiteit op Mars is in twee provinsies gekonsentreer: Tarsis en Elisium. Elke provinsie bevat 'n reeks reusagtige skildvulkane wat dieselfde is as dit wat ons op die Aarde sien en waarskynlik die gevolg van warm kolle (hot spots) is. Die oppervlak word oorheers deur lawastrome en almal het een of meer sinkingskalderas. Mars het die grootste vulkaan in die Sonnestelsel, Olympus Mons, wat meer as drie keer so hoog soos die berg Everest is en 'n deursnee van 520 km het. Die kruin van die berg het ses genestelde kalderas.

Venus
Omdat daar geen plaattektoniek op Venus is nie, word hitte hoofsaaklik verloor deur geleiding deur die litosfeer. Dit veroorsaak enorme lawastrome oor 80% van Venus se oppervlakte. Baie van die berge is groot skildvulkane met 'n deursnee wat wissel tussen 150-400 km en 'n hoogte van 2-4 km. Meer as 80 van dié groot skildvulkane het kalderas van gemiddeld 60 km breed op die kruin.

Io
Io is ongewoon deurdat dit verhit word deur enorme getykragte wat Jupiter op hom uitoefen en wat tot wrywing en daardeur verhitting in die inwendige dele van die maan lei, asook Io se baanresonansie met die naburige groot mane Europa en Ganumedes, wat sy wentelbaan effens eksentries hou. Anders as enige van die planete wat genoem is, is Io voltyds vulkanies aktief. Toe Nasa se Voyager 1 en Voyager 2 in 1979 verby die maan gevlieg het, het hulle nege uitbarstende vulkane waargeneem. Io het baie kalderas met 'n deursnee van tientalle kilometers.

Verwysings

Nog leesstof
 

 Lipman, P; 1999. "Caldera". In Haraldur Sigurdsson, red. Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press.

Skakels
 USGS-bladsy oor kalderas
 Lys van kalderavulkane
 "Supervolcanoes"

Vulkaniese landvorme