Vulkanen en aardbevingen

Een aardbeving en een vulkaan hebben dezelfde grondstof gemeen: spanning in het gesteente die plotseling ontlaadt. Toch verschilt de oorzaak. Bij een gewone beving glijdt gesteente langs een breuk; bij een vulkaan duwt vloeibaar gesteente zich een weg omhoog. Dat verschil bepaalt hoe de trillingen eruitzien op een seismograaf, hoe lang ze duren en wat ze betekenen.

Verschil en overeenkomst tussen een vulkaan en een aardbeving

Aardbevingen en vulkanen worden vaak in één adem genoemd, en dat is terecht: ze komen grotendeels in dezelfde gebieden voor. Toch zijn het heel verschillende dingen. Een aardbeving is een gebeurtenis die seconden tot hooguit enkele minuten duurt. Een vulkaan is een berg of opening in de aardkorst die eeuwen kan bestaan en waarvan een uitbarsting dagen tot jaren kan aanhouden.

De overeenkomsten zijn minstens zo belangrijk. Beide zijn het gevolg van platentektoniek: de meeste vulkanen en de meeste bevingen liggen langs plaatgrenzen, vooral bij subductiezones zoals de Ring of Fire. Beide worden met seismometers in de gaten gehouden. Beide kunnen onder zee een tsunami veroorzaken. En ze hangen direct samen: onder elke actieve vulkaan treden aardbevingen op, en die vormen een van de belangrijkste waarschuwingssignalen voor een uitbarsting. Omgekeerd kan een zeer zware beving soms een uitbarsting uitlokken bij een vulkaan die al op springen stond; zo barstte de Cordón Caulle in Chili kort na de zwaarste beving ooit gemeten, Valdivia 1960, uit. Meestal gebeurt dat niet.

Het verschil: vulkanisch versus tektonisch

Een tektonische aardbeving ontstaat doordat twee stukken aardkorst langs een breuk verschuiven. De spanning die zich jarenlang opbouwde, komt in enkele seconden vrij. Het resultaat is een korte, scherpe schok met een duidelijk begin en einde; alleen bij de allerzwaarste bevingen kan het breken enkele minuten duren.

Een vulkanische beving werkt anders. Hier komt de energie niet van wrijving tussen plaatdelen, maar van magma en gas die zich onder druk door scheuren en kanalen persen. Omdat die beweging aanhoudt, zijn de trillingen vaak veel langer en gelijkmatiger. Een tektonische beving duurt seconden; een vulkanische trilling kan minuten tot uren doorgaan. De magnitude blijft daarbij doorgaans laag, meestal onder de 3 op de schaal van Richter.

Hoe magma trillingen veroorzaakt

Diep onder een vulkaan verzamelt zich magma in een reservoir. Wanneer dat magma omhoog beweegt, breekt het gesteente boven zich open en zoekt het de weg van de minste weerstand. Elke keer dat het magma een scheur openbreekt of dat opgelost gas plotseling als belletjes vrijkomt, ontstaat een trilling. Omdat dit proces zich herhaalt en aanhoudt, klinkt het op een seismometer als een langgerekt gebrom in plaats van een enkele klap.

Seismologen onderscheiden grofweg twee typen. Vulkaan-tektonische bevingen lijken op gewone bevingen: het gesteente breekt door de druk van het opdringende magma. Langperiode-bevingen en de aanhoudende volcanic tremor komen van de stroming van magma en gas zelf. Die golven planten zich door de ondergrond voort net als bij een gewone beving; meer daarover staat op de pagina over seismische golven.

Waarom ze als waarschuwing dienen

Voor een uitbarsting moet magma omhoog. Die opstijging laat sporen na: het aantal kleine bevingen neemt toe, de trillingen worden langduriger, en de bron ervan verschuift langzaam naar het oppervlak. Een toename van vulkanische bevingen kan zo een uitbarsting aankondigen, soms dagen of weken van tevoren.

Het Smithsonian Global Volcanism Program documenteert dat dergelijke seismische onrust een van de betrouwbaarste voortekenen is. Toch is het geen exacte voorspelling: niet elke toename leidt tot een uitbarsting, en magma kan ook weer afkoelen zonder de oppervlakte te bereiken. Daarom combineren observatoria de seismiek altijd met andere metingen, zoals het opbollen van de bodem en het gehalte aan vulkanische gassen.

Vulkanen in Nederland

Veel mensen weten niet dat Nederland vulkanen heeft. Ze liggen niet in de Lage Landen maar in het Caribisch deel van het Koninkrijk. Op Saba ligt Mount Scenery, met 887 meter het hoogste punt van Nederland. Op Sint-Eustatius staat The Quill, een kegelvulkaan met een opvallend gave krater. Beide horen tot de vulkaanboog van de Kleine Antillen en worden als actief beschouwd, ook al barstte er al eeuwen niets meer uit.

De situatie in dit gebied verschilt sterk van de bevingen op het Europese vasteland van Nederland, die natuurlijk in Limburg of door gaswinning in Groningen ontstaan. Een uitgebreider overzicht van het seismische plaatje overzee staat op de pagina over Caribisch Nederland. De Kleine Antillen vormen samen een actieve plaatgrens en horen daarmee tot dezelfde familie als de vulkanen langs de Ring of Fire rond de Stille Oceaan.

Monitoring

Vulkanen worden continu in de gaten gehouden met netwerken van seismometers rond de berg. Door de aankomsttijden van trillingen bij verschillende stations te vergelijken, bepalen seismologen waar onder de vulkaan het magma beweegt en of die bron stijgt. Naast de seismiek meten observatoria de vervorming van de bodem met GPS en de uitstoot van gassen zoals zwaveldioxide.

Voor de Caribische vulkanen werkt het KNMI samen met regionale observatoria; het instituut beheert het seismische netwerk in het hele Koninkrijk. Wereldwijd brengt USGS Volcano Hazards de seismische onrust per vulkaan in kaart, en het Smithsonian Global Volcanism Program houdt een doorlopend register bij van alle bekende uitbarstingen. Samen geven die bronnen een vroegtijdig beeld wanneer een vulkaan wakker wordt.

Veelgestelde vragen

Verder lezen

Wil je begrijpen hoe trillingen zich door de aarde verplaatsen, lees dan over seismische golven. Voor de basis van wat een schok veroorzaakt, helpt de uitleg wat is een aardbeving. En de bredere context van actieve plaatgrenzen en vulkaanboog-gebieden vind je bij de Ring of Fire.