Vulkane: Die rare berge wat vuur en swawel spoeg
Driftige berge wat rook, vuur en swawel spoeg
REGS: Die berg Etna in Sicilië, een van die aarde se bekendste aktiewe vulkane.
Drukkings op die warm, gesmelte maag van die aarde laat hom vurig vomeer... deur openinge by swak plekke in sy vel! Só kan ’n mens die rede vir vulkaniese uitbarstings kortliks grafies vir die leek beskrywe. Maar die leer van vulkane en vulkaniese verskynsels (vulkanologie) is ’n uitgebreide wetenskap...
Chileense besoedelaar van die lug bokant SA
BO: Die as wat vulkane in die lug uitwerp, het al meermale die lugverkeer duisende kilometers daarvandaan ontwrig—ook in Junie 2011 toe die Puyehue-vulkaan hierbo aan die Chileense kant van die Andesgebergte met groot geweld uitgebars het en ’n aandvlug van Kaapstad na Londen asook plaaslike vlugte in Suid-Afrika gekanselleer is. Vulkaniese as in die atmosfeer hou ’n gevaar in vir die motore van vliegtuie weens die ababrasie-effek van die asdeeltjies. Lugverkeer in Suid-Amerika, Australië en Nieu-Seeland is ook ontwrig.
• Die probleem in die Suidelike Halfrond was egter duidelik nie so erg as dié in Maart en April 2010 toe die Yslandse vulkaan Eyjafjallajökull vurig geraak en sy donker roet in die atmosfeer bokant Europa uitgeblerts het nie. Toe was daar ’n ongekende ontwrigting in die wêreld se lugverkeer. Vliegtuie kon dae lank nie opstyg nie, en dit het nie net baie lugreisigers hoogs gefrustreerd gelaat nie, maar het ook miljarde rande se skade vir handelaars beteken. Die owerhede wou nie kanse waag met die skadelike deeltjies in die lug nie.
Foto: © US Environmental Protection Agency
BO: ’n Breë band van as van die Chileense vulkaan beweeg oor Suid-Afrika op hierdie ruimtefoto wat deur ’n NASA-satelliet geneem is.
Foto: NASA (15 Junie 2011)
BO: ’n Aktiewe vulkaan op ’n eiland van Alaska soos gesien van die Internasionale Ruimtestasie.
N die jong dae van die aarde het Suid-Afrika heeltemal anders gelyk as vandag. Siedende vulkane het hul vuurstrome oor die landskap uitgegiet en hul digte rookdampe in die atmosfeer ingeblaas. Trouens, paleontoloë vertel dat alles wat in die Karoo gelewe het, eenmaal in die verre verlede uitgewis is deur vulkaniese uitbarstings waarvan ons nog die oorblyfsels in die vulkaanklip van die Drakensbergpieke kan sien.
Nog getuienis van vulkanisme baie lank gelede is te sien in Lebombo, die Suurberg, asook die Karookoppies en Paarlrots in die Boland.
En natuurlik in ons land se ontsaglike mineraleryk. Suid-Afrika is ’n belangrike mynbouland met die wêreld se grootste reserwes van goud, chroom, vanadium, mangaan en metale van die platinum-groep. Daarbenewens is ons ’n wêreldleier in die diamantbedryf en beskik ons ook oor uraan, koper en nog meer. Alles danksy die vulkane van ouds wat die rykdomme uit die aarde se maag so gul oor Suidelike Afrika opgerisp het.
Die bekende kimberlietpype met hul blou grond waarin soveel kosbare diamante uit doodgewone koolstof saamgepers is, is baie sigbare oorblyfsels van lank gelede se vuurspuwende berge. Ons goud het weer in ’n vloeibare vorm uit die aarde se binneste gekom om goudare in krake in die aardoppervlak te vorm. Met verloop van baie lang tye het verwering dit tot afsettings afgebreek.
Vandag het ons gelukkig weinig te vrees van omgesukkelde vulkane. Hul blus is plaaslik lankal uit en ons aardkors is deesdae genadiglik dik en bestendig genoeg om vulkaniese uitbarstings te keer (hoewel aardbewings tog nog plaasvind weens ons baie mynboubedrywighede en ander faktore).
Só ’n betreklik vaste bodem is egter miljoene ander mense nie beskore nie, dié wat willens en wetens elders op aarde in die skadu van aktiewe of sluimerende vulkane woon. Hoekom tart hierdie mense dan as ’t ware die dood deur hul landerye selfs teen die hange van sulke vuurspuwende berge aan te lê? Die vernaamste rede is natuurlik dat vulkaangrond uiters vrugbaar is. Daarom sal groot getalle mense hulle steeds soos die antieke volkere in die omstreke van vulkane bly vestig, al eis dié onstuimige berge ook hul tol soos byvoorbeeld die berg Pinatubo in 1991 in die Filippyne gedoen het.
Pinatubo het in die middel van daardie jaar ’n geraamde 550 mense die ewigheid ingestuur en ver meer as ’n halfmiljoen hul bestaansmiddele ontneem. Die uitbarsting het boonop getoon hoe gevaarlik dit is om te glo dat dooie vulkane blywend uitgedoof is, want Pinatubo het meer as ses eeue tevore laas uitgebars.
Die lewensverlies was gelukkig nie naby die 40 000 lewens wat in 1902 geëis is toe die stad St. Pierre op die Wes-Indiese eiland Martinique deur die vulkaan Mont Pelée in puin gelê is nie. Daar word vertel dat al die stad se inwoners gesterf het. Die enigste oorlewende was glo ’n moordenaar wat in die ondergrondse stadstronk opgesluit was. Ook hierdie vulkaan was eeue lank rustend.
Dit herinner ’n mens aan die berg Vesuvius in Suid-Italië wat in 79 n.C. uitgebars en die stede Pompeji, Herculaneum en Stabiae begrawe het. Eers byna duisend jaar later het Vesuvius weer lawa gespuug (in 1066) en in 1631 het ’n uitbarsting vyf dorpe verwoes. In 1794 het ’n hewige uitbarsting die dorp Torre del Greco in puin gelê. Ná ’n reeks kleiner uitbarstings was daar weer ’n kwaai een in 1906, gevolg deur geringer uitbarstings in 1913, 1926, 1929 en 1944.
En is Vesuvius nou uitgewoed? Moenie glo nie. Meer as drie miljoene mense woon steeds in die omgewing van Napels, hoewel almal weet dat die vulkaan weer op ’n dag skielik gaan uitbars. In die middel van die jare negentig was daar juis vroeë aanduidings dat Vesuvius besig was om uit sy slaap te ontwaak.
Die enigste aktiewe vulkane in Afrika vind ons vandag in die Demokratiese Republiek van die Kongo. Daar is omtrent vyf van hulle en daar is blykbaar ook nog lank geen rus in hul ingewande nie. In die begin van 2002 het die vulkaan Nyiragongo byvoorbeeld meer as 200.000 mense uit hul wonings verjaag. Lawa met snelhede van sowat 60 km/h het oor die dorp Goma gestroom.
Maar watter geweldige kragte woed daar dan onder die aarde se oppervlak wat sulke ontsettende rampe veroorsaak? Kom ons bekyk dit ’n bietjie van naderby.
Waar en hoe vulkaniese uitbarstings ontstaan
VREEMD genoeg kan die aarde nogal vergelyk word met ’n verweerde ou tennisbal wat aan die binnekant vol warm modder gestop is, met ’n albaster reg in die middel van die modder. Ons lewe op die buitekantste dop van die "bal", maar so 30 tot 60 km onder ons voete is daar ’n vuurwarm taai-vloeibare stof wat magma genoem word.
Plek-plek is daar egter swak plekke in die aardkors (soos in ’n voos tennisbal) en sodra druk binne-in opbou, word die magma met geweld na buite uitgeforseer. Dit geskied ook letterlik soos met die druk van ’n pitsweer, om ’n ander grafiese vergelyking te tref!
Meer wetenskaplik lê die sleutel tot die kennis van vulkane in die teorieë van vastelandskuiwing en plaat-tektoniek. Volgens geoloë bestaan die oppervlak van die aarde uit 'n mosaïek van beweeglike eenhede wat plate genoem word. Die vastelande is op hierdie plate geleë en skuif gedurig oor die aardoppervlak namate die plate beweeg.
Daar is groot aktiwiteit aan die rande van die plate. Gesmelte rots styg van onder af op. Gewoonlik stol dit om ’n nuwe kors op die plate te vorm, maar partykeer bars dit deur die oorliggende rots in die vorm van ’n vulkaan. Die meeste van die huidige aktiewe vulkane word in die sogenaamde "Vuurgordel" aan die kuste van die Stille Oseaan aangetref. Daar is vandag sowat 500 aktiewe vulkane op aarde en baie onder die see, plus duisende uitgedoofdes.
BO: 'n Bakoond van Moeder Natuur? Talle treffende foto’s is
al geneem van die vulkaniese aktiwiteit in Hawaii.
REGS: ’n Sogenaamde lawafontein spuit ’n vurige boog in Hawaii.
Bronne verskil oor die gemiddelde hittegraad van die magma onder die aardkors (minstens 700 tot 1300 grade Celsius word genoem). Die uitwerping kan ewenwel stadig of blitsig geskied. Soms is daar ’n hewige ontploffing soos by ’n drukpot waarvan die stoomklep onklaar geraak het, maar die uitbarsting kan ook meer langsaam plaasvind soos die pruttende water in ’n verhitte pot.
Die magma is nie bloot gesmelte gesteentes nie, maar bevat ook baie gas. Die gas bly opgelos in die magma totdat die druk van bo genoeg verminder het dat dit kan ontsnap—partykeer by wyse van 'n ontploffing. Die gesmelte materiaal wat na buite uitgewerp word, word lawa genoem. Dit bevat betreklik min opgeloste gas en is dus minder vloeibaar as die magma.
Magma bestaan hoofsaaklik uit die oksiede van silikon, aluminium, yster, magnesium, kalsium, natrium en kalium, asook uit water in die vorm van superverhitte stoom. Op pad na die aardoppervlak kan die magma omliggende gesteentes in die aardkors laat smelt, en ook as plate tussen hulle indring. Interessant genoeg bereik die meeste vloeibare rotsmateriaal wat boontoe beweeg, nooit die oppervlak van die aarde nie.
Ná 'n vulkaniese uitbarsting ontwikkel daar naamlik ’n drukbalans in die magma, en die vulkaan word geblus. Die magma wat opgestyg het, koel af en stol, en die pyp word soos deur ’n prop gesluit. As die prop nog dampe en gasse laat ontsnap, word gesê dat die vulkaan "rustend" is. Indien die pyp egter so dig gesluit is dat geen gasse of dampe daardeur kan ontsnap nie, word die vulkaan as geblus beskou. Ná 'n tyd—’n paar jaar of selfs eeue—kan die druk in die magma egter weer só toeneem dat die siklus opnuut begin: die magma druk so kragtig teen die prop dat dit in ’n ontploffing na buite uitgeslinger word. Die vulkaan is dan weer aktief.
Die bou van ’n vulkaan
OP die illustrasie REGS word die verskillende dele van ’n vulkaan aangetoon.
Lawa en vulkaniese as bou ’n vulkaniese berg op, wat kegelvormig kan wees of uit uitgestrekte lawaplate kan bestaan.
Die krater is wat oorgebly het van die bek van die tonnel wat die magma na die aardoppervlak gemaak het.
Die pyp is die "aar" wat die magma na die aardoppervlak gevolg het. Pype kan enkel of samegesteld wees.
Produkte van vulkane
• Lawas: Verskillende soorte lawa—soos magma genoem word wat op die oppervlak uitstoot—verskil baie van mekaar, in voorkoms sowel as in temperatuur en samestelling. Geen twee vulkane het presies dieselfde soort lawa nie. Basalt, die volopste soort, is tipies van die sogenaamde basiese lawas. Dit bevat ’n betreklik mindere hoeveelheid silikondioksied, die vernaamste bestanddeel van alle lawas. Dit is donker van kleur, uiters warm en taamlik vloeibaar.
Suurlawas, wat ryk aan silikondioksied is, is oor die algemeen lig van kleur, relatief dik, gasserig en bars dikwels ontploffend uit. Die temperatuur van só ’n lawa is in die reël ietwat laer as dié van die basiese tipe. Baie lawas is iets tussenin hierdie twee soorte. Nadat dit gestol het, word die eens gesmelte stof ook lawa genoem.
• Gasse: Gasse, waarvan party giftig is, ontsnap gewoonlik in groot hoeveelhede wanneer vulkane uitbars. Die geweldige krag agter die uitsetting van hierdie gasse is die vernaamste oorsaak van vulkaniese ontploffings. Stoom is verreweg die volopste gas, maar daar is ook koolstofdioksied, waterstof, stikstof, suurstof, swaweldampe en ander gasse.
• Brokstukke en gesteentes: Brokstukke van verskillende groottes word deur vulkane uitgewerp, party daarvan deel van die nuwe uitgewerpte lawa, ander deel van die ou lawa binne-in die krater. Die grootste stukke word blokke genoem en kan baie tonne weeg. Vulkaniese bomme (foto HIERBY) is weer bolle gesmelte lawa wat in die lug uitgeskiet word waar hulle tot geronde of selfs langwerpige fragmente stol. Foto: USGS
Brokstukke so groot soos okkerneute word lapilli genoem, die Latynse woord vir klippies. Al hoe kleiner stukke heet slak, as en stof, in daardie volgorde. Waar fyn deeltjies, veral as, in dik lae neergelê word en kompak raak, vorm hulle ’n sagte gesteente wat tufsteen genoem word. Puimsteen, ’n ligte poreuse en sponsagtige vulkaangesteente wat op water kan dryf, word deur die vinnige afkoeling van skuimerige lawa gevorm.
BO: Aangeslikte lapilli, Hawaii.
Vulkane se verskillende vorms
DAAR is ’n groot variasie in die vorms van verskillende vulkane. Die eenvoudigste soort is die slak-kegel (of slak-keël). Die hange van die vulkaan se kegel is steil en die kruin lyk afgestomp. Die vulkaan bestaan byna geheel en al uit vulkaanslak en -as wat rondom ’n pyp opgebou het. Die kegel is gewoonlik betreklik laag en word in die eerste paar maande of jare van die vulkaan se bestaan gevorm. Die Mexikaanse vulkaan Paricutin is ’n voorbeeld van ’n slak-kegel-vulkaan.
Die meeste van die wêreld se belangrike vulkane is strato-vulkane of samegestelde vulkane. Hulle is groot, word oor honderde jare opgebou en bestaan uit afwisselende lae van lawa en brokstukke. Die hange is minder steil as dié van ’n slak-kegel en die kruin loop gewoonlik meer spits. Foedjijama in Japan is ’n klassieke voorbeeld. Ook die beroemde Etna, waaroor ons in ’n ander artikel vertel, is ’n strato-vulkaan.
’n Skildvulkaan (of koepelvulkaan) is ’n vulkaniese formasie met ’n breë basis en sagte hellings, en lyk meer na ’n omgekeerde bak as na ’n kegel. Dit word deur opeenvolgende dun, wydverspreide lawavloeiings opgebou. Dié soort vulkane word in Ysland en Hawaii aangetref.
’n Krater het gewoonlik steil hellings of is tregtervormig. Dit het een of meer openinge waardeur lawa, gasse en ander stowwe uitgewerp word. Party kraters is baie meters diep, maar hulle is selde breër as sowat anderhalf kilometer.
Uiters groot kraters, soveel as omtrent 15 tot 25 kilometer in deursnee, word kaldeiras genoem. Hoewel hulle as gevolg van ’n hewige ontploffing gevorm kan word, ontstaan die meeste weens die instorting van die krater nadat geweldig baie materiaal uitgewerp is. Een van die wêreld se hewigste uitbarstings, dié op Krakatau (ook genoem Krakatoa of Rakata), ’n eiland in Suidwes-Indonesië, het in 1883 tot die vulkaan se instorting en feitlike verdwying in ’n ondersese kaldeira gelei. Die grootste deel van die eiland van omtrent 47 vk km is deur ’n reeks reusagtige ontploffings vernietig. (Een van die ontploffings het terloops vir een van die hardste knalle in menseheugenis gesorg—dit is sowat 4 800 km ver gehoor.)
REGS: Die berg St Helens, ’n aktiewe vulkaan in die suidweste van die Amerikaanse staat Washington, wat in 1980 so gewelddadig uitgebars het dat die boonste deel van die berg weggeblaas is.
Foto: NASA / JPL / NGA
Nog ’n vulkaantipe is ondersese vulkane. Op die bodem van die see kan ook vulkaniese uitbarstings plaasvind, wat meestal deur seebewings en dampsuile aangekondig word. Soms word soveel materiaal uitgewerp dat die vulkaniese kegel as eiland bo die oppervlak van die see uitstyg. So het dit dan ook gebeur dat vulkaniese uitbarstings op die seebodem in 1927 begin het om ’n nuwe eiland te skep op einste plek waar Karaktau ’n aantal dekades tevore so te sê vergaan het. Die nuwe eiland staan bekend as Anak Krakatau (kind van Krakatau). Dit het in 1928 bo die seevlak verskyn en teen 1973 het dit reeds tot 190 meter bokant die seevlak uitgegroei. Dit is onbewoon.
VLOEIBARE rots (magma) kan op nog ’n manier na die oppervlak van die aarde gebring word as deur die openings van vulkane. Dit kan ook deur groot skeure of splete in die aardoppervlak aan die bokant uitvloei. Deur sulke skeure het daar byvoorbeeld in Ysland uitgestrekte lawaplate ontstaan.
Baie lank gelede is duisende vierkante kilometer van Suidelike Afrika ook op hierdie manier deur lawaplate uit skeure bedek. Die grootste gedeelte van hierdie lawaplate is sedertdien deur erosie verwyder, maar in die Drakensberg, in Lesotho, is nog oorblyfsels van hierdie lawaplate te sien.
Die verskynsel van warmbronne en spuitbronne
REGS: Dis nie net aardbewings en vulkane wat verklap dat daar iets vreemds binne-in die aarde aan die gang is nie. Ook warmbronne en spuitbronne getuig daarvan. Hulle word gevorm waar ondergrondse water met warm vulkaniese gesteentes in aanraking kom.
Warmwaterbronne, spuitbronne en die benutting van geotermiese energie