Hekla-vulkaan

1. Inleiding 1.1. Vulkanisme Vulkanisme ontstaat wanneer gesmolten steen (magma) aan de oppervlakte komt. Dat kan o.a. gebeuren wanneer twee aardschollen tegen elkaar aankomen, of juist van elkaar wegschuiven. In IJsland is dit laatste het geval: Amerika beweegt zich van Europa af. Hierdoor ontstaan scheuren, waardoor magma naar boven kan komen. Een ander bijverschijnsel zijn aardbevingen. Bovendien ligt IJsland ook nog op een zogenaamde hot-spot, een plaats op Aarde, waar de aardkorst sowieso al dunner is. Hierdoor is het vulkanisme op IJsland extra hevig. De aardkorst is de bovenste laag van de aarde. Vanuit de kern is de aarde opgebouwd uit een aantal schillen, waarvan de aardkorst de bovenste is. De aardkorst is gemiddeld tussen de 10 en 70 km dik. De aardkorst is geen doorlopend geheel, maar bestaat uit een aantal aardschollen of platen. Deze aardschollen drijven op de meer vloeibare aardmantel, de laag onder de aardkorst. Een aardschol (tektonische plaat) is een onderdeel van de aardkorst. Er zijn 7 belangrijke en een groot aantal kleinere schollen. Het westen van IJsland bestaat uit de Amerikaanse plaat, het oosten uit de Europese of Euraziatische plaat. Deze platen drijven langzaam uit elkaar, waarbij ze de Mid-Atlantische rug vormen, waar IJsland op ligt. Op de plaats waar twee aardschollen uit elkaar drijven ontstaan breukzones. Dit is niet één grote lange zone, maar bestaat uit tientallen korte breuken. Wanneer twee parallel liggende breuken te ver uit elkaar komen te liggen ontstaan er nieuwe breuken. De vulkanische activiteit neemt dan af rond de oudere breuk. Dit verschijnsel is in IJsland goed te zien. De 'noorderbreuk' begint bij Askja en loopt over Mývatn naar het noorden. De 'zuiderbreuk' is in de loop der tijd een aantal keren verplaatst. Het oudste stuk ligt bij Snæfellsnes en de Westfjorden. Restanten zijn Snæfellsjökull en de hete bronnen in de Westfjorden. De tweede breuk ligt over Reykjanes, Krýsuvík en Hengill. Hier is duidelijk meer vulkanische activiteit. De nieuwste breuk ligt over Vestmannaeyar, Hekla, Katla en Grimsvötn. Hier hebben de afgelopen paar duizend jaar dan ook de meeste vulkaanuitbarstingen plaatsgevonden. Op een breukzone is het vulkanisme zichtbaar in de vorm van losse vulkanen en vulkanische systemen. De Mid-Atlantische rug ontstaat waar de aardschollen van Amerika enerzijds, en die van Europa en Afrika anderzijds uit elkaar drijven. Daarbij komt magma vrij, wat zich uit in vulkanisme. De vulkanen vormen daardoor een bergketen op de zeebodem, waar de rug haar naam aan ontleedt. Op een aantal plaatsen komt deze keten boven de zeespiegel uit; meestal als losse pieken (Azoren, Asencion, Tristan da Cunha en Sint Helena), maar bij IJsland als een groot eiland. Een vulkanisch systeem is meestal een onderdeel van een breukzone en omvat niet een enkele vulkaan, maar meestal een groep van vulkanen. Het is ook mogelijk dat er binnen een vulkanisch systeem maar één vulkaan tot uitbarsting komt. Dit is het geval bij Hekla: het vulkanische systeem is 40 km lang en 5-7 km breed, maar heeft maar één vulkaan. Anderzijds behoren de vulkaan Krafla en de uitbarstingen bij Leirhnúkur (een typische spleeteruptie) bij elkaar. In totaal telt IJsland 30 vulkanische systemen. 1.2. Ligging: 63,98 N en 19,70 W
1.3. Hoogte: 1.491m 1.4. Plaatsaanduiding op kaart 2. Informatie over Hekla IJslands bekendste vulkaan ligt op een westzuidwestelijk - oostnoordoostelijke richting. Gespleten door herhaaldelijk kloofuitbarstingen vormt ze een gewelfde heuvelrug van ongeveer 5km en is hij in de lengte gesplitst in vele uitbarstingen. Op dit moment bedraagt de hoogte van Hekla 1491m (1447m vóór de uitbarsting van 1947). Morfologisch gezien vertegenwoordigt Hekla een bemiddelend stadium tussen een rij kraters en een stratovulkaan. Gezien in de richting van de kloof is de holle uitlijning typisch voor een stratovulkaan. Hekla stoot een magmatype uit dat uniek is voor IJsland Het bevat de calcinerende producten voor subductie vulkanisme. Doorheen de geschiedenis was de eerste uitbarsting van Hekla (A.D. 1104) een ongelofelijk grote explosieve uitbarsting die de volledige Pjórsárdalurvallei vernietigde. Deze uitbarsting produceerde ongeveer 2,5km³ tephra die meegevoerd werd naar het noordnoordwesten. De volgende uitbarstingen van Hekla produceerden zowel lava als tephra: 1158, 1206, 1222, 1300, 1341, 1389, 1510, 1597, 1636, 1693, 1766, 1845, 1947, 1970, 1980 en 1991. Sommige uitbarstingen brachten grote schade aan, vooral de uitbarstingen in 1510, 1693 en 1766. Het totale volume van lava (geproduceerd door Hekla) over al die jaren bedraagt 8 km³ en het totale volume van tephra is ongeveer 7 km³. De samengestelde evolutie van Hekla’s magmasysteem is ongeveer gelijk aan de lineaire functie van de lengte van de rustige periodes tussen de uitbarstingen. Zo neemt de hoeveelheid kiezelzuur en alkali van het eerste product van elke uitbarsting toe met de lengte van de voorafgaande rust. Hierbij geldt dus ook: hoe langer de rust, hoe groter de kracht van de 1ste uitbarsting en het volume van de producten. Na de eerste explosieve uitbarsting volgen een aantal kleinere uitbarstingen die gemakkelijk enkele maanden kunnen duren. Men heeft een patroon gevonden in de veranderende samenstellingen gevonden in de producten van alle gekende gekristalliseerde zandsteenlagen bij de uitbarstingen van Hekla. In de grote siliciumuitbarstingen zijn de eindproducten niet zo basisch als de historische lavas. Gedetailleerde studies van dit patronen toont een samengestelde indeling in het magmasysteem van Hekla dat door geen enkel evolutieproces zoals kristallisatie verklaard kan worden. Hekla is de actiefste vulkaan van IJsland met 167 uitbarstingen sinds 1104. De structuur en vulkanische werking is typisch voor IJslandse spleetvulkanen die opgebouwd zijn door de achtereenvolgende lavastromen. De stille periodes tussen de uitbarstingen gaan van 16 tot 121 jaar. De neiging naar langere stille tussenperiodes gebeurde bij de latere uitbarstingen. Op 26 februari 2000 begon IJslands bekendste vulkaan, Hekla, uit te barsten om 18.19 GMT (19u19). De seismologische netwerken van het wetenschappelijk instituut, de universiteit van IJsland en het meteorologisch centrum van IJsland melden een korte, voorafgaande aardbeving. Een seismograaf nabij de top van Hekla meldde vanaf 17.00 (18u) al kleine aardbevingen. De Nationale Burgerlijke bescherming van IJsland verzond een waarschuwing zodat de bevolking op de hoogte was. Donder, bliksem en aardbevingen vergezelde de uitbarsting. Een 6 – 7 km lange kloof verscheen en de stoom rees ongeveer 15 km de lucht in. Een onderbroken rookgordijn kwam voort uit de gehele kloof. De lava stroomde langs de zijden van Hekla naar beneden en bedekte een groot geheel van de heuvelrug. Eén lavastroom vloeide vanuit de uitgebarste kloof naar het noorden. De kustwacht meldde dat de nieuwe lava een gebied bedekte van ongeveer 3 – 4 km. De maximale dikte van de as, 21 km ten noorden van de vulkaan, was 4 – 5 cm (7u na het begin van de uitbarsting gemeten!). Geologen dachten dat de werkingen ongeveer een maand zouden duren. In de middeleeuwen noemden de IJslanders de vulkaan “de poort naar de hel”. 3. Uitbarstingen van Hekla sinds het begin van IJsland jaar duur lava en as / m3 vernieling
1104 niet geweten 2,5 veel
1158 niet geweten 0,15 beetje
1206 niet geweten 0,03 beetje
1222 niet geweten 0,01 weinig
1300-01 12 maanden 1,0 veel
1341 niet geweten 0,08 veel
1389-90 niet geweten 1,0 beetje
1440 niet geweten niet geweten weinig
1510 niet geweten 0,32 beetje
1554 niet geweten niet geweten weinig
1597 6 maanden 0,24 weinig
1636 12 maanden 0,08 weinig
1693 7-12 maanden 0,03 veel
1725 niet geweten niet geweten weinig
1766-68 24 maanden 1,7 beetje

1845-46 7 maanden 1,0 beetje
1878 niet geweten niet geweten weinig
1913 4-5 maanden. niet geweten weinig
1947-48 13 maanden 1,0 beetje
1970 2 maanden 0,3 weinig
1980-81 2 weken 0,25 beetje
1991 2 maanden 0,15 weinig
2000 11 dagen 0,11 weinig 4. De recentste uitbarsting: 26 februari 2000 tot 8 maart 2000 4.1. 26 februari 2000 Op 26 februari 2000 om 18.19 GMT (19u19) liet de Hekla-vulkaan in het zuiden van IJsland weer van zich horen. Een korte, voorafgaande aardbeving werd gemeten door de seismografen van het Wetenschappelijk Instituut van de universiteit van IJsland en het meteorologisch centrum van IJsland Eerdere kleine aardbevingen werden gemeten door een seismograaf dicht bij de top van Hekla beginnend om 17.00 GMT (18u00). De bevingen vermeerderden geleidelijk aan en de eerste plaatselijke aardbevingen vonden plaats
om 17.29 GMT (18u29). Onafgebroken, loeiend herhaalde bevingen waren tekenen van de uitbarsting die begon om 18.19 GMT (19u19) en tegelijkertijd werd de uitgestoten wolk gezien door waarnemers. Een netwerk van boorgatfilterende meters, gebruikt door het IJslandse meteorologisch instituut, namen ook voorafgaande filterveranderingen waar die in verband werden gebracht met magmaverplaatsingen. Er werd een waarschuwing uitgevaardigd naar de Nationale Burgerlijke bescherming van IJsland ongeveer 1u vóór de uitbarsting. Ongeveer 15 minuten vóór het begon werd de bevolking op de hoogte gesteld van de aankomende uitbarsting door het nieuws op de IJslandse nationale radio. Eerst opende een 6 tot 7 km lange, gebarsten kloof langs het merendeel van de heuvelrug. Een onderbroken rookgordijn kwam voort uit de hele kloof. Er werd een meer dan 10 km hoge as-pluim gevormd in het begin van de uitbarsting en meegevoerd door lichte winden naar het noorden. Beslist vanuit de omvang van de uitbarsting op de nabije seismografen, behaalde de uitbarsting zijn hoogtepunt in het eerste uur van zijn werking maar nam daarna geleidelijk af. De maximale dikte van de as, 21 km ten noorden van de vulkaan, was 4 - 5 cm (dit gemeten 7u na het begin van de uitbarsting). Het grotendeel van de assen viel in onbewoonde gebieden in het binnenland van IJsland maar een klein gedeelte viel in de bewoonde gebieden van Noord-IJsland. Vliegas werd gemeld op het Grimsey eiland, ongeveer 300 km verwijderd van Hekla.
4.2. 27 februari 2000 Op 27 februari waren de noordelijke winden overheersend en was er nog lichte vliegas in Zuid-IJsland. Lava stroomt langs de hellingen van Hekla en bedekt een groot stuk van de zuidoostelijke zijde van de Hekla heuvelrug. Eén lavastroom stroomde van de uitgebarste kloof naar het noorden. Tegen de avond vorderde dit langzaam met een snelheid van 1 - 2 m/u. Een actievere lavastroom kwam voort uit 3 kraters nabij het zuidelijke eind van de uitgebarste kloof. Deze lavastroom was verscheidene kilometers lang en vorderde met een snelheid van een paar meter per minuut. De meest omvattende lavastroom kwam uit een zuidelijke krater aan de top van de vulkaan, stromend in de richting van Vatnafjoll en hoogstwaarschijnlijk met een snelheid van 6 - 7 m/u. Weersomstandigheden en slechte zichtbaarheid hebben verscheidene observaties tegengehouden. Met de aanwezige stand van werking, stellen lavastromen en vliegas weinig gevaar voor de menselijke inwoners toch als de boerderijen het dichtst bij de aankomende lavastromen, meer dan 10 - 15 km verwijderd zijn. De as van vorige uitbarstingen bevatte gewoonlijk veel fluoride en was dikwijls de oorzaak van fluorosis bij grazende dieren. Toch zal de flourosis niet zo een groot probleem worden bij deze uitbarsting want in deze tijd van het jaar bijna alle (huis)dieren binnengehouden worden. Oplosbare fluor (= oorzaak van fluorosis) kwam gelijkmatig voor in de verse as met een verhouding van 800 - 900 mg F / kg. Gesmolten sneeuw van de assen bevatten ± 2200 mg/l fluor. 4.3. 28 februari 2000 Op 28 februari kwam er een afwijkende, uitgestoten wolk vanuit Hekla, met sterke noordelijke winden, naar het zuiden maar de weersomstandigheden hebben de onmiddellijke observatie van de uitgebarsten plaatsen verhinderd. De omvang van de uitbarsting bleef onafgebroken afnemen met een trage snelheid en de sterkte van de uitbarsting nam ook duidelijk af. De werking in het noordelijk deel van de vulkaan was afgenomen tijdens de dag en kon niet meer gelokaliseerd worden door de slechte zichtbaarheid. Om 4.30 PM (17u30) bereikte één lavastroom de bergen van Vatnafjoll in Lambafell, 5 km ten zuiden van de top waar hij langzaam stroomde met ongeveer 2 - 3 m/u. De dikte van de lava aan de voorkant was gemiddeld 8 - 10m. Vanavond werden de strombolische werkingen van 3 aparte kraters in het meest zuidelijke deel van de uitgebarste kloof geobserveerd. Er was geen werking waargenomen in andere gebieden van de vulkaan. 4.4. 29 februari 2000 In de vroege ochtend van 29 februari was er een voortdurende werking. Deze morgen werd er vliegas gemeld in Fljótshlíð (35 - 40 km ten zuiden van de vulkaan), meegevoerd door een sterke noordelijke wind. Tijdens de ochtend, leek de werking onafgebroken af te nemen en tegen 8 AM (9u) waren alle werkingen in de top van de vulkaan opgehouden. Om 5 AM (6u) vermeerderden de vulkanische bevingen en dit duurde tot 10 - 11 AM (11u – 12u). n de namiddag was de werking van het meest zuidelijke deel nog maar net geëindigd of het splijten nam opnieuw toe en produceerde een uitgestoten wolk die steeg tot iets boven de top van Hekla terwijl de as nog steeds zuidwaarts werd meegevoerd. Tegen de avond verraadde de duisternis de 3 strombolische kraters, die de vorige dag geobserveerd waren, door lava te produceren die stroomde naar het zuidwesten. Op diezelfde avond waren mensen aan het kijken naar de lava aan de noordoostelijke zijde en meldden dat het stromen gestopt was en zij over de lava konden lopen. 4.5. 1 maart 2000 Tijdens een verkenningsvlucht over Hekla tussen 11.00 and 12.30 (12u en 13u30) was het zuidelijke deel van de kloof onbewolkt. Het noordelijk deel was wél bedekt met wolken en dus niet waarneembaar. Werkingen in de kloof die de zuidwestelijke hellingen van Hekla vernielen zijn zeer krachtig. 4 krachtige openingen werden geobserveerd en daarna 3 zwakkere openingen. De werkingen in de kraters waren strombolisch, met explosies tussen de 4 en 5 minuten. De uitbarstingsnelheid is dezelfde als de vorige dag alhoewel de explosieve werkingen verminderd zijn. 2 krachtige lavastromen werden geobserveerd: één gaande naar het zuidwesten van de berg en de tweede gaande recht naar het zuiden. De zeven geobserveerde kraters aan het zuidelijk einde, voedde de lavastroom die naar het zuidwesten ging. Aan de basis van de kloof (= van de voet tot aan de ‘schouders’ van Hekla) hadden zich grote tumuli ontwikkeld. De lava stroomt uit de opening van de tumuli en vergezeld een stroom komende van de overstroomde hoogste kraters. De lava die naar het zuiden vloeit, is gevoed door een krater die zich dichtbij de top bevindt en die duidelijk terug werkzaam is. Het lavagebied in het zuiden is niet verder dan maximum 100m naar het zuiden gevorderd sinds maandag maar groeit wél in de richting van het oosten. Voor de rest is er weinig geweten over de werkingen van die dag door de slechte weersomstandigheden. Op dit moment bedekt de lava ongeveer 17 km². Wanneer geschat wordt dat de dikte van de lava gemiddeld 6m is, dan is het uitgerekende volume van de lava 0,1 km³. 4.6. 2 maart 2000 Het slechte weer hinderde de waarnemingen van Hekla sinds gisterenavond tot deze middag. Er werden vandaag toenemende werkingen waargenomen in de topkraters. Een constante stoom van de zuidwestelijke kraters, vergeleken met de waarnemingen van gisteren, waren er vandaag veel grotere stoomwolken die oprezen uit de topkraters. Bij het vallen van de avond werden er explosies waargenomen, keer op keer om het half uur. Gloeiende lavastromen werden ook opgemerkt langs de bergzijde. Er was een constante gloed in de topkraters, dit is verschillend van datgene wat geobserveerd was op 29 februari wanneer aparte explosies geobserveerd werden en er geen gloed tussenzat. Het centrum en het noordelijk gebied kon niet onderzocht worden door de ‘bewolkte hoed’ (alle wolken die boven Hekla en aan de noordelijke kant ervan hingen). Op 3 maart willen we een poging wagen om de zuidelijke zijde van Hekla te benaderen en de lavastromen in het noordoosten en het zuidwesten keuren.
4.7. 3 maart 2000 Een groep wetenschappers bereikte de zuidwestelijke lavastroom om 13.00 (14u). De dikte van de voorste lava werd geschat op ongeveer 10m en de stroom was aanvankelijk zeer traag (waarschijnlijk 1 - 2m / dag). Tijdens het volgen van de lava naar een meer westelijke richting was het opmerkelijk dat op sommige plaatsen de stroom zich verspreide met een grotere snelheid (geschat op 1m/u). De groep bereikte de oorsprong aan de voet van de vulkaan door de lavastroom te volgen langs de meest westelijke zijde. De lava stroomde niet uit iedere krater maar ontsprong aan het einde van de uitgebarste kloof. De stroomsnelheid van de lava aan de oorsprong werd geschat op 0,06 m/s en een productie van ongeveer 10m³/s. De lavarivier kan een bepaalde afstand gevolgd worden door de blauwe mist die erboven hangt: ‘de blauwe stoom’. Zulke blauwe mist was ook verder naar het oosten waargenomen langs de zijde van de vulkaan. Dit wil zeggen dat de lava nog steeds vanuit de krater stroomt die zich dicht bij het toppunt bevind. De kraters in dit gebied van de vulkaan voeden de lavastroom die zuidwaarts naar het Vatnafjollgebied vloeit. Explosieve werkingen bleven voortduren in de hoogste krater van de zuidwestelijke kloof. De werkingen waren gekenmerkt door kleine ontploffingen tussen de 10 en 20 minuten en produceerde witte stoomwolken met enkel een spoor van as. 4.8. 4 maart 2000 Wegens de slechte weersomstandigheden konden er geen onmiddellijke waarnemingen gebeuren naar aanleiding van de uitbarsting. De seismograaf beschreef een vermindering van uitbarstende bevingen. 4.9. 5 maart 2000 De lavastroom in het zuidwesten duurt nog steeds voort volgens de waarnemingen die gemaakt zijn in de namiddag. Bij zonsondergang was er een rode, trillende gloed waarneembaar vanuit Selsund. Die gloed kwam uit de hoogste kraters van de zuidwestelijke kloof. 4.10. 6 maart 2000 Kleine, witte uitgestoten wolken werden geobserveerd om de dunne wolken die zich op de top van Hekla bevonden te doordringen (deze morgen gemeld vanuit Selsund). De uitbarstende bevingen waren afgenomen in de namiddag. In een verkenningsvlucht tussen 17.30 en 18.30 (18u30 en 19u30) was te zien dat de stoom krachtig was over de hele uitgebarste kloof. Het was ook zichtbaar dat alle lavastromen gestopt waren. De lavastroom in het zuidwesten is vervroegd gestopt en liet een lavakanaal achter bij de bron. Dit maakte duidelijk dat het voeden van de lavastroom gestopt was en de lavastroom wegtrok en zo het kanaal ging vormen. Noch de rode gloed, noch de explosieve werkingen werden waargenomen over de hele rij kraters. Voorlopig heeft de uitbarsting dus opgehouden. 4.11. 7 maart 2000 Er werden geen werkingen waargenomen alleen enkele kleinschalige bevingen genoteerd door de seismografen.
4.12. 8 maart 2000 ’s Morgens om 8.44 (9u44) werd de laatste uitbarstende beving genoteerd door de seismografen. Omdat er bij het opsporen van de beving geen waarnemingen van uitbarstende productie was gemeten sinds 5 maart, duurde de uitbarsting van 26 februari ‘s namiddags tot in de vroege ochtend van 8 maart (of 11 dagen). De lavaproductie duurde waarschijnlijk maar 9 dagen. De lava bedekt bij benadering 18 km² en de inleidende, geschatte lavaproductie is 0,11km³. 5. Woordverklaringen vliegas = vulkanisch as gevallen uit een uitbarstingswolk. episode = een vulkanische gebeurtenis die men onderscheidt door zijn duur of stijl. subductiezone = een zone waarin 2 tektonische platen samenkomen, waarvan de ene waarvan de ene gewoonlijk teniet wordt gedaan door de andere. strombolisch = komt van het woord strombolian dat afgeleid is van de Strombolivulkaan. Strombolische uitbarstingen zijn gekenmerkt door de periodieke
ontploffingen van het basalt vanuit openingen of kraters. strombolische uitbarstingen = een vulkaanuitbarsting gekenmerkt door gitzwarte klonters of vloeibare fonteinen van basaltische lava van een centrale krater. tephra = een algemene term die gebruikt wordt om alle soorten vaste materialen die door een vulkaan geproduceerd worden tijdens een uitbarsting, te omschrijven. fluorosis = ziekte veroorzaakt door oplosbare fluor die voorkomt in vulkanische assen
lavastroom = massa’s gesmolten stenen die uitgestort worden naar de oppervlakte van de aarde gedurende een hevige uitbarsting. basalt = een harde, zwarte vulkanische steen met minder dan 52% kiezelzuur. eruptiewolk = uitbarstingswolk = een wolk van tephra en gassen die met de wind mee wordt gevormd bij een uitbarstende vulkaan. 6. Bronvermeldingen 1.1. Vulkanisme: http://www.ijsland.com 1.2. Ligging: http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/volc_images/europe_west_asia/hekla.html 1.3. Hoogte: http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/volc_images/europe_west_asia/hekla.html 2. Informatie over Hekla: 9 eerste deel: http://www.norvol.hi.is/hekla.html 9 tweede deel: http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/volc_images/europe_west_asia/hekla.html 3. Uitbarstingen van Hekla sinds het begin van IJsland
http://www.south.is/hekla.html 4. De recentste uitbarsting: 26 februari 2000 tot 8 maart 2000: http://www.norvol.hi.is/heklaeruption.html 5. Woordverklaringen: http://www.geo.ed.ac.uk/tephra/tephrochron.html http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/glossary.html http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/LavaFlow.html http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/EruptionCloud.html http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/strombolian.html http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/tephra.html http://volcanoes.usgs.gov/Products/Pglossary/basalt.html