Eruptiemechanisme van vulkaan Hekla gereconstrueerd

IJslandse en Amerikaanse geologen hebben de ontwikkeling van een eruptie van de Hekla gevolgd door veranderingen te bestuderen in spanningen in het gesteente aan het aardoppervlak. De Hekla is een ruim 1500 meter hoge vulkaan in het zuidwesten van IJsland. Hij is ontstaan door talloze erupties op een zes kilometer lange spleet in de aardkorst. Sinds het jaar 1104 hebben er 20 grote uitbarstingen plaatsgevonden. Tijdens de eruptie van 1947/48 kwam er ongeveer 12 km lava naar buiten. De eruptie van januari 1991 was met zijn 0,1 km dus maar een kleintje.

Sinds 1979 wordt in vijf boorgaten op afstanden van 15 tot 45 km van de vulkaan constant de spanning in het gesteente gemeten. Deze metingen zijn in eerste instantie bedoeld voor het bestuderen van de breuk waarop IJsland ligt: een gebied met hoge seismische activiteit. Ze zijn echter ook geschikt voor het meten van de spanningen in het gesteente die het gevolg zijn van het omhoog komen van magma. Dit magma komt uit een magmakamer op enkele kilometers diepte.

De spanningsmeters doen iedere anderhalve seconde een meting. Ze zijn zo gevoelig dat ook de vervormingen door de getijdenwerking en de variërende luchtdruk worden geregistreerd. Pas na het 'verwijderen' van deze effecten konden die van de opstijging van magma worden bestudeerd. Uit deze metingen blijkt dat de diep gelegen magmakamer plotseling openbarstte (doordat de inwendige druk te hoog was geworden), waarna het magma zich een weg ging banen naar het oppervlak.

Het dichtst bij de vulkaan gelegen meetinstrument mat een samendrukking van het gesteente, de vier overige een uitrekking. Uit deze verschillen en het verloop in de gemeten spanningen, leiden de onderzoekers af dat de magmakamer zich op een diepte van 6,5 km onder de top van de vulkaan bevindt. De spleet waar doorheen het magma zich een weg naar boven baant begint op een diepte van 4 km. Ongeveer 30 minuten na de eerste metingen bereikte het magma het aardoppervlak. Hieruit kan men afleiden dat het met een snelheid van 10 km per uur omhoog was gekomen (Nature 365, p. 737).

De onderzoekers merken op dat men voorzichtig moet zijn met het vertalen van deze meetresultaten naar andere vulkanen. Er bestaan immers verschillende eruptiemechanismen. Magma kan ook naar het oppervlak komen via een meer cilindervormige weg dan via een spleet (dyke) en de hoeveelheid gas in magma kan sterk uiteenlopen. Toch denkt men dat ook andere eruptiemechanismen via het meten van spanningen in het gesteente bestudeerd kunnen worden. En wellicht wordt het dan ook mogelijk om kort voor een vulkaanuitbarsting nog een waarschuwing te doen uitgaan.