Geerke Floor en Kees Floor, Zenit mei 2013. Reacties: 1.

In de Grote Oceaan ten noorden van Nieuw-Zeeland liggen de Kermadeceilanden. De meeste daarvan worden gevormd door actieve vulkanen, maar het aantal onderzeese vulkanen is in de regio groter dan het aantal vulkanische eilanden. Een van die onderzeese vulkanen, de Havre, leidde tot voor kort een slapend bestaan en informatie erover was nergens te vinden. Vorig jaar werd de Havre echter, totaal onverwacht, actief, al was het eerst niet direct duidelijk van welke vulkaan de op de Grote Oceaan rond de Kermadeceilanden waargenomen puimsteen afkomstig was. Dankzij satellietbeelden werd de bron ervan uiteindelijk toch nog gevonden.
Op 31 juli 2012 nam de Nieuw-Zeelandse Maggie de Grauw tijdens een lijnvlucht van Faleoa, Samoa naar Auckland, Nieuw-Zeeland, een bijzonder verschijnsel waar. Vanuit haar raamplaatsje naar de Grote Oceaan onder haar kijkend, zag ze op het water een grote hoeveelheid puimsteen (zie kader 1) drijven. Ruim een week later, op 9 augustus, werd de drijvende puimsteen opnieuw gezien, ditmaal door piloten van de Nieuw-Zeelandse luchtmacht (figuur 1). Het bleek uiteindelijk te gaan om een 'veld' van 26 duizend vierkante kilometer, een omvang half zo groot als Nederland.


Figuur 1: Een groot gebied van drijvend puimsteen werd waargenomen in de zuidelijke Grote Oceaan door een vliegtuig van de Royal New Zealand Air Force. (Bron: Ministerie van Defensie, Nieuw Zeeland).

Monsters
De marine werd ingeschakeld om ter plekke een kijkje te nemen. Aan boord van de HMNZS Canterbury, die de missie uitvoerde en een dag later al in het gebied aankwam, bevond zich toevallig een groepje wetenschappers, waaronder vulkanoloog en geochemicus Helen Bostock. Ze kreeg de bemanning zo ver door het voor de scheepvaart ongevaarlijke puimsteen heen te varen en monsters ervan omhoog te brengen (figuur bij kader 1). Maar waar kwam dit puimsteen vandaan?

Welke vulkaan?
De resultaten van een chemische analyse van het puimsteen kunnen te zijner tijd uitsluitsel geven; elke vulkaan heeft namelijk een scheikundige 'vingerafdruk'. Maar aanvankelijk gingen de gedachten voorlopig uit naar de iets te noorden van de Kermadeceilanden gelegen onderzeese vulkaan Monowai. Vrij snel bleek echter dat deze vulkaan niet de bron van het waargenomen puimsteen kon zijn. De Monowai barstte namelijk pas uit op 3 augustus; het puimsteen was, zoals we eerder zagen, al op 31 juli waargenomen. Bovendien ligt de vulkaan 500 kilometer noordelijker dan waar het puimsteen was aangetroffen, een voor drijvende puimsteen onder de gegeven omstandigheden onoverbrugbare afstand.

Figuur 2: Satellietbeeld in natuurlijke kleuren van een gedeelte van de Grote Oceaan met in het midden een vulkanische pluim, puimsteen (grijs) en vulkanische as vermengd met zeewater (turquoise kleur). Datum: 19 juli 2012. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. (Bron: NASA).

Figuur 3: Satellietbeeld in natuurlijke kleuren van puimsteen en vulkanische as op 150 kilometer ten noordoosten van de onderzeese vulkaan Havre. Datum: 28 juli 2012. Instrument: MODIS. Satelliet: Aqua. (Bron: NASA).

Satellietbeelden
Verscheidene wetenschappers gingen dan ook verder op zoek naar de 'mysterieuze' vulkaan waarvan het puimsteen afkomstig moest zijn. Vulkanoloog Erik Klemetti bekeek samen met Robert Simmon van de NASA satellietbeelden van de Moderate Resolution Imaging Specotroradiometer (MODIS), een instrument dat is geplaatst op de Amerikaanse satellieten Terra en Aqua. Op de MODIS-beelden van 19 juli waren er drie tekenen die wezen op een vulkanische eruptie: zeewater gekleurd door vulkanische as (turquoise op het satellietbeeld, figuur 2), op het zeewater drijvend puimsteen (grijs gekleurd) en daarboven een vulkanische pluim. Een paar dagen later was het puimsteen nog steeds goed waar te nemen (bijvoorbeeld op 28 juli, figuur 3), maar was er geen pluim meer te zien: de vulkaanuitbarsting was kennelijk voorbij.
Het begin van de uitbarsting kon eveneens met behulp van satellietbeelden bepaald worden. Alain Bernard van de Vrije Universiteit van Brussel analyseerde namelijk infraroodbeelden (temperatuurbeelden) van de MODIS. Hij vond dat op 18 juli de zeewatertemperatuur in het brongebied van de vulkanische activiteit 22-23°C was in plaats van de gemiddelde temperatuur van 17-18°C. Dit was het vroegste bewijs dat de uitbarsting het oceaanoppervlak had bereikt. De momenten van de satellietwaarnemingen van vulkanische activiteit sporen met het optreden van talrijke aardbevingen bij de Kermadeceilanden op 17 en 18 juli (zie kader 2).

Google Earth
Toch was het zelfs toen nog niet eenvoudig te achterhalen welke vulkaan voor de grote hoeveelheid puimsteen verantwoordelijk was; de (onderzeese) vulkanen van de Kermadeceilanden, waar de uitbarsting plaatsvond, liggen namelijk vrij dicht bij elkaar. Vergelijkingen met Google Earth gaven aan dat een uitbarsting van de onderzeese vulkaan Havre de bron moest zijn, een vulkaan waarvan we merkwaardigerwijs eigenlijk niets weten.
Satellietbeelden hebben ons dus al veel laten zien over het verloop van de juli-eruptie en de vermoedelijke locatie van de vulkaan waar de uitbarsting plaatsvond. Hopelijk kunnen we door analyses van het meegebrachte puimsteen nog meer over deze tot op heden veronachtzaamde vulkaan te weten komen.

Meer lezen?
" Verslag van Erik Klemetti: Havre Seamount: The Source of Kermadec Island Pumice Raft?
" Verslag van Alain Bernard: Hot Spots from the July 18 Eruption in Kermadec volcanic arc.
" NASA Earth Observatory: NASA satellites pinpoint volcanic eruption
" Wikipedia: 2012 Kermadec Islands eruption

Drijvende Steen
Meestal zinken stenen in water, maar het lichte puimsteen vormt daarop een uitzondering. Puimsteen ontstaat door een combinatie van snelle afkoeling en drukdaling in lava bij een explosieve vulkanische uitbarsting. Door de snelle daling van de druk wordt de oplosbaarheid van gassen binnen de lava lager waardoor gasbubbels ontstaan. Dit kan vergeleken worden met het vormen van bubbels bij het openen van een fles champagne. Als de lava dan ook nog snel afkoelt, bijvoorbeeld door in contact te komen met oceaanwater, 'vriezen' de belletjes in het gesteente vast. Het resultaat daarvan is een materiaal met een lage dichtheid dat op water kan drijven.


Schuddende vulkanen
Een aardbeving veroorzaakt een trilling van de aardkorst. Meestal ontstaan aardbevingen door het bewegen van zogenoemde aardschollen; dit worden tektonische aardbevingen genoemd. Rond vulkanen komen echter ook aardbevingen voor. De schokken ontstaan in dit geval door het bewegen van magma door de aardkorst. Vulkanische aardbevingen zijn over het algemeen veel zwakker en ondieper dan tektonische aardbevingen. Rond veel vulkanen staan seismografen om de bewegingen rond de vulkaan te registreren. Op die manier kunnen de aardbevingen gebruikt worden om een vulkaanuitbarsting te herkennen en te voorspellen.

 

Reactie:

Het artikel over puimsteensporen in de zuidelijke Grote Oceaan.was voor mij treffend omdat dit verschijnsel voor ons ook waarneembaar was tijdens die bootreis naar de zonsverduistering in november 2012. Ons schip doorkruiste toen (in november, dus enige maanden na de uitbarstingen beschreven in het artikel) een veld van losse stukjes puimsteen en een lang en smal puimsteenspoor. Mijn aanvankelijke veronderstelling was dat het spoor gevormd was door een zachtjes pruttelende vulkaanuitstoot in een gebied met zeestroming, maar de foto's in uw artikelen suggereren wellicht dat de onderzeese uitbarstingen groter en korter waren. Die uitbarstingen veroorzaakten dan betrekkelijk grote puimsteenvelden (zie de eerste bijgevoegde foto, door anderen genomen vanaf een zeiljacht!) waarna zo'n veld door de wind uiteengetrokken werd tot de door mij waargenomen sporen. Ik voeg ook een tweetal door mij genomen foto's hierbij.
Anton Barendregt