© earth.comSatellietbeeld van de Brandende Velden (Campi Flegrei) en de Solfatara-krater, waarop een grote caldera van de supervulkaan ten westen van Napels, Italië te zien is. Deze maakt deel uit van de Campanische vulkanische boog, waartoe ook de Vesuvius behoort.
Deze vulkanische velden, die net ten westen van Napels liggen, behoren tot de acht grootste uitstoters van vulkanische koolstofdioxide ter wereld.
Vanaf 2005 komt er op één plek in het bijzonder - de Solfatara-krater - steeds meer gas vrij, wat de aandacht van zowel onderzoekers als de lokale bevolking trekt.
Gasemissies uit de Solfatara-krater
Gianmarco Buono, vulkanoloog aan het Italiaanse Nationale Instituut voor Geofysica en Vulkanologie (INGV), leidt een onderzoek om te begrijpen wat er achter die toename van gasemissies zit.
"Het is belangrijk om de oorsprong van de koolstofdioxide in te schatten om goed te kunnen reconstrueren wat er gebeurt in het magmatische systeem en het hydrothermale systeem," zegt Buono.
Zijn team wil een instrument ontwikkelen dat onderscheid kan maken tussen koolstofdioxide uit magma en koolstofdioxide die bij andere processen vrijkomt, een methode die van pas zou kunnen komen in vulkanische gebieden over de hele wereld.
Wat is een supervulkaan nou eigenlijk?
Eenvoudig gezegd is een supervulkaan eigenlijk een enorm vulkanisch systeem met uitbarstingen die alle voorstellingsvermogen te boven gaan. De uitbarstingen kunnen duizenden keren krachtiger zijn dan bij een gewone vulkaan het geval is.
Deze uitbarstingen kunnen meer dan 1.000 kubieke kilometer aan materiaal de atmosfeer in blazen, wat rampzalige gevolgen kan hebben voor het wereldwijde klimaat en milieu.
Waarschijnlijk heeft u wel eens gehoord van plaatsen als Yellowstone National Park in de Verenigde Staten - dat is een van de meest bekende supervulkanen.
Als een supervulkaan tot uitbarsting komt, kan er een gigantische caldera ontstaan, een enorme krater die zich tientallen kilometers kan uitstrekken.
Alleen al de schaal van deze uitbarstingen maakt ze zeldzaam, maar wetenschappers houden ze nauwlettend in de gaten vanwege hun mogelijke impact op het leven op aarde.
Cijfers spreken boekdelen
Vandaag de dag stoot de Solfatara-krater tussen de vier- en vijfduizend ton koolstofdioxide per dag uit. Om dat in perspectief te plaatsen: dat komt overeen met de uitstoot van het verbranden van zo'n 1.893.000 liter benzine per dag.
In hun recente onderzoeksdocument dat in Geology werd gepubliceerd, schatten Buono en zijn collega's dat 20% tot 40% van die koolstofdioxide afkomstig is van het oplossen van calciet in het omringende gesteente. De overige 60% tot 80% is van ondergronds magma afkomstig.
Wetenschap achter het kratergas van Solfatara
Wanneer magma dichter bij het aardoppervlak komt, neemt de druk af, waardoor gassen die binnenin opgesloten zaten, ontsnappen. Deze gassen bestaan onder meer uit waterdamp, koolstofdioxide en zwaveldioxide.
Wetenschappers houden vulkanen nauwlettend in de gaten door aardbevingen te monitoren, bodemvervorming te meten en gassen te analyseren die vrijkomen uit fumarolen - openingen in de aardkorst waaruit stoom en gassen ontsnappen.
Een toename in de uitstoot van gassen kan een teken zijn van mogelijke vulkanische activiteit. Niet elke toename leidt echter tot een uitbarsting.
Soms komt koolstofdioxide vrij wanneer hete ondergrondse vloeistoffen in wisselwerking staan met het erboven gelegen gesteente, in plaats van uit magma zelf.
Veranderingen over decennia volgen
Het Italiaanse Nationale Instituut voor Geofysica en Vulkanologie observeert sinds 1983 de gasemissies van de Solfatara-krater.
Door de verhoudingen van stikstof, helium en koolstofdioxide te bestuderen, concludeerden onderzoekers aanvankelijk dat de gassen voornamelijk uit diepgelegen magmabronnen afkomstig waren.
"We richtten ons voornamelijk op geochemische variatie, vooral voor koolstofdioxide, helium en stikstof, omdat dit non-reactieve soorten zijn. Ze bevatten informatie over wat er in het magma gebeurt," legt Buono uit.
Maar vanaf 2005 werd het anders. De gegevens bleken af te wijken van de typische chemische samenstelling van uit magma afkomstige gassen. Deze verschuiving zette zich na verloop van tijd voort, hetgeen gepaard ging met stijgende temperaturen in het ondiepe hydrothermale systeem.
In 2012 werd het alarmniveau voor de regio verhoogd van groen naar geel, wat duidt op verhoogde activiteit maar niet op een onmiddellijke dreiging van een uitbarsting.
Indicaties uit de bewegingen van de aarde
Het gebied ondervond niet alleen veranderingen onder de grond. Er werden ook kleine aardbevingen en waarneembare bodemvervormingen waargenomen.
Deze signalen wezen in de richting van circulatie van hete vloeistoffen onder het aardoppervlak. Wanneer deze hete, zure vloeistoffen in wisselwerking treden met calciet in het gesteente, kunnen ze extra koolstofdioxide afgeven.
Eerdere studies met boorkernen in het lokale gesteente toonden aan dat het aanwezige calciet een vergelijkbare samenstelling heeft als de gassen die worden uitgestoten.
Op grond van deze informatie schatte het team van Buono dat 20% tot 40% van de koolstofdioxide in de Solfatara-krater afkomstig is van de afbraak van calciet in het gastgesteente.
De Brandende Velden hebben een lange vulkanische voorgeschiedenis, met activiteit die dateert van zo'n 40.000 jaar geleden. De meest recente uitbarsting vond in 1538 plaats.
Sinds de jaren 1950 heeft de regio verschillende fases van onrust gekend, wat ons eraan herinnert dat de er op aarde altijd geologische processen aan de gang zijn.
Waarom is dit belangrijk?
Begrip van de oorsprong van koolstofdioxide-emissies in vulkanische gebieden is essentieel voor de openbare veiligheid en het monitoren van het milieu.
Door onderscheid te maken tussen gassen die vrijkomen uit magma en gassen die uit andere processen voortkomen, kunnen wetenschappers vulkanische activiteit beter voorspellen en potentiële risico's inschatten.
Buono's onderzoek werpt niet alleen licht op de complexe processen onder de Brandende Velden, maar biedt ook hulpmiddelen die op andere vulkanische gebieden kunnen worden toegepast.
Hij merkt op: "Ons doel is om een instrument te ontwikkelen waarmee de bijdrage van magmatische en niet-magmatische koolstofdioxide beter kan worden onderscheiden en dat ook kan worden toegepast op andere systemen."
Solfatara-krater en de toekomst
Kortom, ontdekken wat er werkelijk gaande is onder de Brandende Velden en de Solfatara-krater is van groot belang - niet alleen voor de wetenschap, maar voor alle aardbewoners.
Buono's team heeft aangetoond dat de piek in de uitstoot van koolstofdioxide niet gewoon magma is dat zich een weg naar boven baant. Een groot deel van dat gas is afkomstig van hete vloeistoffen die in wisselwerking staan met calcietrijk gesteente onder de grond.
Dit soort informatie is zeer waardevol, omdat het ons helpt om vulkanische activiteit beter in de gaten te houden en, nog belangrijker, om mensen te beschermen.
In de toekomst is het van groot belang om deze uitstoot te monitoren en de oorsprong ervan te begrijpen. Door te weten of de koolstofdioxide afkomstig is van magma of van interacties met gesteente, kunnen wetenschappers beter voorspellen wat er komen gaat.
De Brandende Velden herinneren ons er op indringende wijze aan dat onze planeet altijd in beweging is. Wetenschappers als Buono zullen de mysteries onder onze voeten blijven ontrafelen en ons helpen om de dynamische planeet die we ons thuis noemen, te begrijpen.
Het volledige onderzoek verscheen in het tijdschrift Geology.
Zie: https://www.earth.com/news/supervolcano-italy-solfatara-crater-phlegraean-fields-shows-signs-of-waking-up/
Reacties van Lezers
voor onze Nieuwsbrief