Nieuw onderzoek in Science legt uit waarom sommige gasrijke vulkanen niet altijd explosief uitbarsten. De studie toont dat gasbellen niet alleen ontstaan door drukvermindering tijdens opstijging, maar ook door schuifkrachten binnen de vulkaanschacht. Schuif is het snelheidsverschil tussen het midden van de schoorsteen en de wanden; dit verschil knedt het magma en produceert bellen, vooral langs de rand.
In laboratoriumtesten gebruikten de onderzoekers een viskeuze vloeistof die op gesmolten gesteente lijkt en verzadigden die met kooldioxide (CO2). Zodra de schuif boven een drempel kwam, ontstonden plotseling gasbellen. Hoe hoger de begingasoversaturatie, hoe minder schuif nodig was. Bestaande bellen vergemakkelijkten de coalescentie en de vorming van nieuwe bellen. Computersimulaties gecombineerd met de waarnemingen geven aan dat dit proces waarschijnlijk optreedt waar viskeus magma langs schoorsteenwanden stroomt.
Het mechanisme verklaart uiteenlopende uitkomsten: schuif kan in gasarm magma veel bellen produceren en zo explosies uitlokken, terwijl schuif in gasrijk magma kan leiden tot ontgassingskanalen en vroegtijdig gasverlies, waardoor rustige stromingen ontstaan. Een voorbeeld is Mount St. Helens in 1980: eerst een zeer langzame lavastroom, waarbij schuif gas liet ontsnappen, en later opende een landverschuiving het ventil zodat de druk snel daalde en de vulkaan explodeerde. De onderzoekers, onder wie Olivier Bachmann van ETH Zurich, zeggen dat schuifkrachten in schoorstenen moeten worden meegenomen om vulkaangevaar beter te voorspellen.
Moeilijke woorden
- schuif — snelheidsverschil tussen midden en wanden van schoorsteen
- viskeus — taai en stroperig, zoals dik vloeibaar gesteenteviskeuze
- verzadigen — gas in een vloeistof of magma brengen tot volverzadigden
- coalescentie — samenvoegen van kleinere gasbellen tot één grotere
- ontgassingskanaal — een pad waarlangs gas uit magma kan ontsnappenontgassingskanalen
- vulkaanschacht — de verticale opening waar magma doorheen stroomt
- begingasoversaturatie — hoeveelheid gas in magma vóór een proces begint
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kan kennis van schuifkrachten helpen bij het verbeteren van voorspellingen van vulkaanuitbarstingen? Geef redenen.
- Welke gevolgen heeft het verschil tussen gasrijk en gasarm magma voor de veiligheid van mensen bij vulkanen? Noem voorbeelden of risico's.
- Denk je dat laboratoriumtesten en computersimulaties voldoende zijn om vulkaanprocessen te begrijpen? Waarom wel of niet?
Gerelateerde artikelen
Haar legt chemische blootstelling vast
Onderzoekers van de University of Texas in Austin laten zien dat haar chemische blootstelling over dagen, weken en maanden kan bewaren. Door haar te verwarmen en met een massaspectrometer te meten, kunnen langdurige tijdlijnen van blootstelling worden vastgesteld.
Virtueel Science Journalism Forum en lessen uit de pandemie
Het Science Journalism Forum (30 August—2 September) is dit jaar volledig virtueel en brengt wetenschapsjournalisten samen. Deborah Blum geeft een keynote over lessen uit de COVID-19-pandemie en er is extra aandacht voor ontwikkelingslanden.
Nieuwe modellen veranderen beeld van Uranus en Neptunus
Onderzoekers van de Universiteit van Zürich gebruikten nieuwe simulaties om de binnenkant van Uranus en Neptunus te bestuderen. De resultaten laten zien dat beide planeten rotsrijk of waterrijk kunnen zijn en verklaren hun vreemde magnetische velden.
Egypte ontwikkelt twee systemen tegen stof op zonnepanelen
Onderzoekers in Egypte maakten twee door de natuur geïnspireerde systemen om stof van zonnepanelen te verwijderen. Veldproeven tonen lagere opbrengstverliezen en het bedrijf van ingenieur Hossam Mohamed begint met commerciële plaatsingen in Caïro en Giza.
