Vulkanen

Maars en freatische uitbarstingen



Een maar is een vulkanische krater die ontstaat wanneer magma in contact komt met grondwater om een ​​stoomexplosie te produceren.

Ukinrek Maar: Standpunten van East Ukinrek Maar Crater, die in april 1977 werd gevormd tijdens een uitbarsting van 10 dagen. Deze uitbarsting bood onderzoekers een zeldzame - en meest recente - mogelijkheid om de vorming van een maar door vulkanische activiteit waar te nemen. (EEN) Een verticaal zicht op de krater met een doorsnede van ongeveer 300 meter. Niet zichtbaar is een 49 meter hoge lavakoepel in de krater die nu onder water staat. De grond rondom de krater is bedekt met tephra in deze foto van juli 1990 door de Fish and Wildlife Service. Vergroten. (B) Een foto van de freatomagmatische uitbarsting en pluim genomen tijdens de uitbarsting van april 1977. Afbeelding door de United States Geological Survey. Vergroten. (C) Een weergave van de zuidwestelijke kratermuur met gestratificeerde tephra-afzettingen geproduceerd tijdens de uitbarsting van 1977. Ongeveer 15 meter tephra bedekken een dunne laag glazuur tot die asstroomafzettingen dekt die zijn geproduceerd door een eerdere uitbarsting in Ugashik Caldera. Afbeelding door de United States Geological Survey. Vergroten. 1

Maar diagram: Dwarsdoorsnedeaanzicht door een maar die het diatreme toont dat is opgegraven door de phreatomagmatische explosies, de tufring van tephra die de krater omringt, en hoe de waterspiegel een meer heeft veroorzaakt in de krater.

Veel van de explosieve uitbarstingen van Kilauea vóór 1924 die aanzienlijke asafzettingen veroorzaakten, gebeurden waarschijnlijk toen de krater van de vulkaan zo diep was dat de vloer zich onder de waterspiegel bevond, waardoor het grondwater sijpelde om een ​​meer te vormen. Telkens wanneer magma in het meer uitbarstte, resulteerden gewelddadige explosies van stoom en vulkanische gassen, waardoor het magma in kleine asdeeltjes werd gefragmenteerd en snel bewegende, extreem hete met as beladen stoomwolken (pyroclastische golven) uit de krater werden gedreven. Afbeelding en bijschrift van USGS.

Wat is een Maar?

Een maar is een ondiepe vulkanische krater met steile zijkanten die wordt omgeven door tephra-afzettingen. De tephra-afzettingen zijn het dichtst bij de krater en nemen af ​​met de afstand tot de krater.

Een maar wordt gevormd door een of meer ondergrondse explosies die optreden wanneer heet magma in contact komt met ondiep grondwater om een ​​gewelddadige stoomexplosie te produceren. Deze explosies verpletteren de bovenliggende rotsen en lanceren ze samen met stoom, water, as en magmatisch materiaal in de lucht. De materialen reizen meestal recht omhoog in de lucht en vallen terug naar de aarde om de tephra-afzettingen te vormen die de krater omringen. Als de tephra lithiseert, wordt het een stollingsgesteente bekend als tuff.

Tufsteen: Als tephra rondom een ​​maar lithiseert, wordt het een rots die 'tuff' wordt genoemd. Tuff is samengesteld uit rotsfragmenten en grote stukken tephra in een matrix van vulkanische as. Afbeelding door Roll-Stone van Wikimedia.

De kraterbodem van een maar bevindt zich meestal onder het oorspronkelijke grondoppervlak. Na de uitbarsting verandert een instroom van grondwater de krater vaak in een ondiep meer.

De meeste maren hebben een diameter van enkele honderden tot duizend meter en minder dan honderd meter diep. De grootste maren ter wereld zijn de Espenberg Maars op het Seward-schiereiland van Alaska. Deze stokken zijn tot 8000 meter breed en tot 300 meter diep. Ze werden gevormd tijdens het Pleistoceen toen oplopend basaltmagma bevroren permafrost tegenkwam. Er wordt aangenomen dat een langzame maar langdurige toevoer van water uit de permafrost heeft bijgedragen aan de enorme omvang van deze stelen. 2

Hoe vaak komen Maars voor?

Maars zijn talrijker dan de meeste mensen zich realiseren. Na sintelkegels zijn maren de tweede meest voorkomende vulkanische landvorm. 3 Als u zoekt in de database van het Smithsonian Institution Global Volcanism Program, kunt u honderden maren vinden. 4

Maars worden ondervertegenwoordigd als vulkanische landschapselementen omdat ze klein van formaat zijn en een rotsachtige verticale ontwikkeling missen die hen bestand zou maken tegen weersinvloeden en erosie. Omdat ze relatief kleine, ondiepe depressies zijn, kunnen ze gemakkelijk worden gevuld met sediment en niet worden herkend als vulkanische kenmerken.

Maars in de buurt van Duan, Duitsland: De eerste beschreven maren bevinden zich in de buurt van Daun, Duitsland, getoond in deze luchtfoto van Martin Schildgen. Afbeelding gebruikt onder een Creative Commons-licentie. Vergroten.

Freatische uitbarstingen

De explosies die een maar vormen, staan ​​bekend als freatische explosies. Ze worden gedeeltelijk aangedreven door de enorme en onmiddellijke volumeverandering die optreedt wanneer water in stoom flitst.

Bij plotseling verhitting wordt een kubieke meter water omgezet in 1600 kubieke meter stoom. Als dit onder het aardoppervlak gebeurt, kan het resultaat een verticale uitbarsting van stoom, water, as, vulkanische bommen en rotsafval zijn. De vulkanische kegels die door deze uitbarstingen worden geproduceerd, bestaan ​​meestal uit ejecta en hebben meestal een zeer laag reliëf - slechts enkele tientallen meters.

Krater Elegante: Landsatafbeelding van Crater Elegante, Sonora, Mexico. Deze maar is gemaakt toen een uitbarsting door basaltbodem schoot in een gebied waar de waterspiegel niet hoog genoeg is om de krater onder water te zetten. Crater Elegante is de grootste van tien maren in het Pinacate Volcano-veld. Vergroten.

Freatomagmatische uitbarstingen

Sommige magma's bevatten enorme hoeveelheden opgelost gas - soms tot enkele gewichtsprocenten. Dit gas staat onder een zeer hoge beperkende druk omdat het magma zich onder het aardoppervlak bevindt. Tijdens de vorming van een, wordt de rots boven de magmakamer meestal weggeblazen. Dit vermindert plotseling de beperkende druk op het magma en het opgeloste gas. De plotselinge drukvermindering maakt een onmiddellijke en gewelddadige expansie van het opgeloste gas mogelijk. Het magma ontgast dan als een blik geschud bier wanneer het treklipje wordt verwijderd. Wanneer het ontgassen van magma bijdraagt ​​aan de explosieve kracht, staat de uitbarsting bekend als 'freatomagmatisch'.

Niet alle freatische en freatomagmatische uitbarstingen komen voort uit de interactie van heet magma met grondwater. Andere waterbronnen zijn meren, beken, de oceaan of smeltende permafrost.

Maar informatie
1 Vulkanen van het schiereiland Alaska en de Aleutiaanse eilanden: een verzameling foto's met beschrijvingen van de United States Geological Survey, voor het laatst geraadpleegd in januari 2017.
2 De grootste bekende Maars op aarde, Seward-schiereiland, Noordwest-Alaska: J.E. Beget, D.M. Hopkins en S.D. Charron; Arctic, deel 49, nummer 1, pagina's 62-69, 1996.
3 Het Hopi Buttes vulkanische veld: Mallory Zelawski, artikel op de website van de Arizona Geological Survey, laatst bezocht in januari 2017.
4 Volcanoes of the World: online database beheerd door het Global Volcanism Program van het Smithsonian Institute, laatst bezocht in januari 2017.

Meerdere explosies

Maars worden meestal gevormd door meerdere explosies. Aanvankelijk kunnen er gelijktijdig explosies zijn op meerdere diepten. Na de eerste explosies begint het grondwater uit de omringende landen naar de krater af te voeren en zorgt voor extra explosies. Deze gaan door totdat de toevoer van lokaal grondwater is uitgeput of de magma-bron is uitgeput of gekoeld. De uitbarsting van 1977 in de East Ukinrek Maar Crater, zoals te zien op de foto's bovenaan deze pagina, bestond uit een reeks explosies die tien dagen aanhielden.

De grootste bekende maar

De grootste bekende maar op aarde is Devil Mountain Maar Lake, gelegen op het noordelijke deel van het Seward-schiereiland van Alaska. Het werd geproduceerd door een hydromagmatische uitbarsting die ongeveer 17.500 jaar geleden plaatsvond. De explosie verspreidde tephra over een oppervlakte van ongeveer 2500 vierkante kilometer. De tephra is enkele tientallen meters dik in de buurt van de maar en neemt af met de afstand van de maar. 2

Auteur: Hobart M. King, Ph.D.