8Vulkanen en aardbevingen: een eerste blik

Op maandagavond toont het journaal een vulkaan op een eiland ver weg. In het donker spuit een fontein van gloeiend oranje gesteente uit een spleet in de grond, en rivieren van vuur stromen langzaam de helling af naar de zee, sissend en dampend. Op donderdag toont het journaal een andere plek: een stadje waar bij zonsopgang de grond een halve minuut lang schudde. Schoorstenen vielen op straat, en een oud huis schoof van zijn fundering.

Twee heel verschillende gebeurtenissen. Toch komen ze allebei van diep in de Aarde, en, zoals we zullen zien, ze gebeuren allebei veel vaker in sommige delen van de wereld dan in andere.

Wat je al weet

Bergen, heuvels, dalen en vlakten zijn de vormen van het land (Hoofdstuk 2). Het land van de Aarde ligt in zeven continenten, tussen vijf oceanen; de Stille Oceaan is de grootste oceaan (Hoofdstuk 6).

8.1 Een vulkaan barst uit

Diep onder onze voeten is de Aarde heel heet. Op sommige plaatsen is het gesteente daar zo heet dat het gesmolten is. Dit gesmolten gesteente is lichter dan het vaste gesteente eromheen, dus stijgt het langzaam op, zoals een kurk in water. Waar het een weg naar buiten vindt, ontstaat een vulkaan.

Definitie 8.1 (Vulkaan)

Een vulkaan is een plek waar gesmolten gesteente van diep in de Aarde aan het oppervlak komt, en ook de heuvel of berg die het gesmolten gesteente daar laag na laag opbouwt.

Definitie 8.2 (Uitbarsting, lava en vulkanische as)

Een uitbarsting is de tijd waarin een vulkaan gesmolten gesteente, as en gas uitstoot. Lava is gesmolten gesteente dat over het oppervlak uitvloeit; het stroomt, koelt dan af en wordt hard tot nieuw gesteente. Vulkanische as bestaat uit piepkleine stukjes gesteente en glas die door een uitbarsting de lucht in worden geblazen; het valt terug als een grijze sneeuw.

Niet alle uitbarstingen zien er hetzelfde uit. Bij sommige is de lava dun vloeibaar: ze stroomt rustig naar buiten in gloeiende rivieren die kilometers ver kunnen stromen, soms helemaal tot in zee. Bij andere is het gesmolten gesteente dik en vol gas, zoals een geschudde fles prik: als het naar buiten barst, ontploft het in een enorme aszuil die hoog de lucht in stijgt.

Voorbeeld 8.3 (Mount St. Helens, 1980)

In het voorjaar van 1980 groeide er een bult op de flank van Mount St. Helens, doordat gesmolten gesteente in de berg naar boven drukte. Op de ochtend van 18 mei schudde een kleine aardbeving de berg, de bult gleed weg in een reusachtige aardverschuiving, en de vulkaan explodeerde opzij en naar boven. De bovenste 400 meter van de berg waren verdwenen: de top werd een enorme krater.

8.2 De grond schudt

Het gesteente diep onder onze voeten staat niet helemaal stil. Heel langzaam wordt het geduwd en getrokken. Het buigt een beetje door, zoals een liniaal waar je aan beide uiteinden tegen duwt — tot het plotseling breekt en verschuift. De schok laat de grond kilometers in de omtrek schudden.

Definitie 8.4 (Aardbeving)

Een aardbeving is een plotseling schudden van de grond, veroorzaakt door gesteente dat diep onder de grond breekt en verschuift.

Een aardbeving duurt meestal maar een paar seconden, bij de grootste soms een minuut of twee. De meeste aardbevingen zijn zo klein dat niemand ze voelt: alleen instrumenten merken ze op. Een sterke aardbeving kan de grond laten golven als het dek van een schip, wegen doen scheuren en muren en huizen laten instorten.

Opmerking 8.5 (Hoe vaak?)

Geologen houden een lijst bij van alle grote aardbevingen op Aarde. In de 50 jaar van 1976 tot 2025 telt de lijst 7 031 grote aardbevingen (sterk genoeg om gebouwen in de buurt te beschadigen): ongeveer 141 per jaar, of bijna 3 per week. De allergrootste, die hele steden kunnen verwoesten, zijn er ongeveer 14 per jaar. Op diezelfde Aarde zijn in de laatste twaalfduizend jaar of zo ongeveer 1 200 vulkanen uitgebarsten.

8.3 Waar vulkanen en aardbevingen voorkomen

Als vulkanen en aardbevingen zomaar overal voorkwamen, zouden de stippen gelijkmatig over een wereldkaart verspreid liggen. Dat doen ze niet.

De kaart hieronder laat een opvallend patroon zien. De meeste vulkanen en de meeste grote aardbevingen liggen in lange, smalle gordels. De langste van allemaal loopt rond de Stille Oceaan: van Nieuw-Zeeland omhoog via Indonesië, de Filipijnen en Japan, naar Alaska, en dan helemaal langs de westkust van Amerika naar beneden tot de punt van Chili. Door de vele vulkanen wordt die gordel vaak de “Ring van Vuur” genoemd.

Voorbeeld 8.6 (Tellen op de kaart)

We hebben de stippen geteld die in de gekleurde ring liggen (binnen 500 kilometer van zijn middenlijn). Van de 1 214 vulkanen liggen er 837 in de ring: ongeveer 2 op de 3. Van de 696 allergrootste aardbevingen liggen er 532 in de ring: ongeveer 3 op de 4. De ring beslaat maar een klein deel van de Aarde, maar hij bevat de meeste vulkanen en aardbevingen.

Andere gordels zijn kleiner: een ervan loopt door het zuiden van Europa en Azië, van de Middellandse Zee tot de Himalaya; andere lopen midden door de oceanen, waar de vulkanen onder water verborgen liggen. Sommige plaatsen, zoals Hawaï, hebben vulkanen ver van elke gordel. Waarom de gordels liggen waar ze liggen, is een vraag voor Hoofdstuk 18: het antwoord verklaart de vorm van de hele kaart.

8.4 Veilig blijven

Niemand kan een uitbarsting of een aardbeving tegenhouden. Maar wie weet wat hij moet doen, redt levens.

Veiligheid

Bij een aardbeving. Zodra je de grond voelt schudden: buk op je handen en knieën; dek je hoofd en nek af met je arm, en kruip onder een stevige tafel of bank als er een in de buurt is; houd die vast tot het schudden stopt. Ren niet naar buiten terwijl de grond schudt, en ga niet in een deuropening staan: vallend glas en vallende voorwerpen zijn het grootste gevaar. Als het stopt, verlaat je rustig het gebouw, zoals je op school oefent.

Bij een vulkaan. Wetenschappers houden vulkanen in de gaten die wakker kunnen worden. Waarschuwen ze dat er een uitbarsting aankomt, dan zeggen de autoriteiten dat de mensen het gebied moeten verlaten. Volg hun aanwijzingen meteen op, en ga nooit dichterbij om te kijken.

8.5 Oefeningen

Oefening 8.1 ★

Lava, as of gas? (a) een rivier van gloeiend gesmolten gesteente die een helling af stroomt; (b) piepkleine stukjes gesteente die de lucht in worden geblazen en terugvallen als grijze sneeuw; (c) iets onzichtbaars dat samen met de as uit de vulkaan ontsnapt.

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.1.

(a) Lava. (b) Vulkanische as. (c) Gas.

Oefening 8.2 ★

Wat is een aardbeving? Duurt ze uren, of seconden?

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.2.

Een aardbeving is een plotseling schudden van de grond, veroorzaakt door gesteente dat diep onder de grond breekt en verschuift. Ze duurt seconden (bij de allergrootste een minuut of twee), geen uren.

Oefening 8.3 ★

Zet de drie stappen op volgorde: vasthouden; bukken; dekken.

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.3.

Bukken, dekken, vasthouden.

Oefening 8.4 ★

Rond welke oceaan liggen de meeste vulkanen op de kaart op pagina 53?

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.4.

Rond de Stille Oceaan.

Oefening 8.5 ★

Waar of niet waar? (a) De meeste aardbevingen zijn te klein om te voelen. (b) Lava blijft voor altijd vloeibaar. (c) Als de grond schudt, kun je het best naar buiten rennen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.5.

(a) Waar: alleen instrumenten merken de meeste op. (b) Niet waar: lava koelt af en wordt hard tot nieuw gesteente. (c) Niet waar: rennen terwijl de grond schudt is gevaarlijk (je kunt vallen, en glas en voorwerpen vallen van gebouwen); bukken, dekken en vasthouden.

Oefening 8.6 ★

Kijk naar de tekening van de vulkaan op pagina 51. Waar komt het gesmolten gesteente vandaan? Waar komt het naar buiten?

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.6.

Het komt van diep onder de vulkaan, waar gesteente gesmolten is. Het stijgt op door het midden van de vulkaan en komt bovenaan naar buiten.

Oefening 8.7 ★★

Zoek op de kaart: (a) een land in Amerika met veel vulkanen over zijn hele lengte; (b) een groep eilanden midden in de Stille Oceaan, met vulkanen, die niet op de ring ligt.

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.7.

(a) Chili (Peru, Ecuador of Mexico zijn ook goed): de vulkanen liggen over de hele lengte van het land, dicht bij de kust van de Stille Oceaan. (b) Hawaï, midden in de Stille Oceaan, ver van de gekleurde ring.

Oefening 8.8 ★★

Er zijn ongeveer 141 grote aardbevingen per jaar. Hoeveel is dat ongeveer per maand? (Een jaar heeft 12 maanden; geef een heel getal.)

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.8.

$141 \div 12$ is iets minder dan 12 (want $12 \times 12 = 144$): ongeveer 12 grote aardbevingen per maand.

Oefening 8.9 ★★

Ongeveer 3 op de 4 allergrootste aardbevingen vinden plaats in de ring rond de Stille Oceaan. Hoeveel van 20 allergrootste aardbevingen verwacht je ongeveer in de ring? En erbuiten?

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.9.

Van 20 is een kwart 5, dus drie kwart is $3 \times 5 = 15$: ongeveer 15 in de ring, en ongeveer $20 - 15 = 5$ erbuiten.

Oefening 8.10 ★★

Tijdens een aardbevingsoefening rent Leo naar de deuropening van het klaslokaal. Wat had hij in plaats daarvan moeten doen, en waarom?

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.10.

Hij had op zijn handen en knieën moeten bukken, zijn hoofd en nek onder zijn tafel moeten afdekken en de tafel moeten vasthouden tot het schudden stopte. Een deuropening beschermt hem niet tegen vallende of rondvliegende voorwerpen, en rennen terwijl de grond schudt kan hem doen vallen.

Oefening 8.11 ★★★

Van de 1 214 vulkanen op de kaart liggen er 837 in de ring rond de Stille Oceaan. Hoeveel liggen er buiten? Is “ongeveer 2 op de 3” een goede manier om het deel in de ring te beschrijven? (Tip: hoeveel is twee derde van 1 200?)

Oplossing

Oplossing van Oefening 8.11.

Buiten de ring: $1214 - 837 = 377$ vulkanen. Een derde van 1 200 is 400, dus twee derde van 1 200 is 800. De ring bevat er 837, iets meer dan 800 van de ongeveer 1 200: “ongeveer 2 op de 3” is een goede beschrijving.