Na het gruwelijke ongeluk op White Island kreeg ik veel vragen, over wat er nu precies gebeurd was. Hoe het zo mis kon gaan. In deze blog probeer ik wat meer helderheid te geven.
White Island. Vulkanisch eiland. Type: stratovulkaan. Locatie: Nieuw Zeeland, Noorder Eiland, Bay of Plenty, 37.52 S 177.18 E. Hoogte: 321 m boven de zeespiegel. Status: zeer actief.
Oorzaken ramp: 1. toegenomen toerisme 2. onderschat gevaar 3. stoomexplosies geven geen waarschuwing vooraf.
White Island, een onbewoond eiland van 2 bij 2,4 km, vormt het topje van de meest actieve vulkaan van Nieuw-Zeeland. Deze vulkaan is in totaal 1070 meter hoog en aan de basis 16 bij 18 kilometer breed. Zo’n 70 procent ervan bevindt zich onder water, ongeveer 50 km voor de kust van het Noorder Eiland, in de Bay of Plenty.
Beschrijving van de ramp
Op 9 december rond 14.11 uur lokale Nieuw Zeeland tijd vond een dodelijke, kortstondige (1–2 minuten) freato-magmatische eruptie (stoomexplosie, met wat vulkanische as erbij) op White Island plaats. De Nieuw Zeelandse vulkaanwaakhond GeoNet verhoogde daarop het waarschuwingsniveau naar Code Rood. Voor luchtverkeer gold een Code Oranje.
De uitbarsting ontstond, doordat oververhitte stoom gemengd met vulkanische gassen onder hoge druk ontsnapte uit de krater van White Island. De stoomuitbarsting kwam uit het centrum van de kratervloer, en produceerde een verticale wolk van stoom en as, die 3,7 kilometer boven de kratermond uit steeg en het hele eiland bedekte met gloeiende stoom. Wie in die wolk terecht kwam, werd levend gekookt.
Er kwam een kleine hoeveelheid as met de stoom mee, die niet verder dan het eiland kwam, en, op basis van webcambeelden, met name de kraterbodem bedekte. De nog altijd vermiste toeristen werden waarschijnlijk bedolven onder deze as.
Na de stoomexplosie nam de vulkanische activiteit snel af. Binnen een paar uur werd het waarschuwingsniveau verlaagd naar Code Oranje. Een maritieme uitsluitings-zone van 10 kilometer rond het eiland werd intussen ingesteld, voor alle niet hulpverlenende schepen.
Volgens de Nieuw-Zeelandse politie waren er ten tijde van de uitbarsting 47 mensen van een reisgroep aanwezig op het eiland. De meerderheid van deze mensen verbrandde ernstig, en werd naar lokale ziekenhuizen overgebracht; zes mensen overleden onmiddellijk.
Zuur vulkanisme
White Island is in de afgelopen decennia, vanwege haar spectaculaire en meestal ongevaarlijke fumarolen, een geliefde bestemming van cruise-schepen en andere vormen van toerisme geworden. Dit ging jarenlang goed, waardoor het toezicht verslapte.
Maar White Island is en blijft de top van een zure, of stratovulkaan. Uit onderzochte gesteentelagen blijkt dat de vulkaan al 150.000 jaar actief is. White Island was bovendien in de afgelopen 40 jaar de eruptie-topper van Nieuw Zeeland. De vulkaan heet niet voor niets te puia whakaari in het Maori, wat zoveel betekent als De Dramatische Vulkaan. Die naam heeft ze gekregen vanwege de witte stoomwolken, die ze al sinds de mensheid uitstoot, en die vooral uit kokend regenwater en CO2 bestaan, maar ook waterstofchloride, waterstoffluoride, waterstofsulfide en andere giftige gassen bevatten.
Zure vulkanen zijn het resultaat van met water verzadigde oceaankorst, die door subductie in de aardmantel terecht komt. Dit water zoekt zich een weg naar boven uit de aardmantel, en lost onderweg kwarts en vluchtige bestanddelen op uit korstgesteenten. Het magma dat hieruit ontstaat, noemen we felsisch. Het is rijk aan kwarts (SiO2), dat maakt het stroperig. Daarom zijn stratovulkanen steil en kegelvormig. De lava en tefra stollen snel en komen niet ver.
Maar felsisch magma is ook rijk aan gassen. De uitstoot van stratovulkanen lijkt daardoor een beetje op die van een lactose-intolerant persoon, na een glas melk. Met het vaste en vloeibare materiaal komt veel gas mee. De grote hoeveelheid gassen veroorzaakt asregens en gloedwolken, die wél ver komen, en waar stratovulkanen om berucht zijn. Denk Pompeï en Herculaneum in 79 AD. Denk Mount St. Helens in 1980.
Kortom, stratovulkanen worden, in tegenstelling tot Hawaii-type vulkanen, gekenmerkt door explosieve uitbarstingen. We kunnen dit soort explosieve uitbarstingen steeds beter voorspellen, aangezien ze zich aankondigen door een vervorming van de vulkaan, en serietjes opvallende aardbevingen. Stoomexplosies gaan veelal ook gepaard met vervormingen en aardbevinkjes. Maar deze zijn veel subtieler. En omdat water veel sneller in stoom verandert, dan dat gesteente smelt, zijn stoomexplosies vrijwel niet te voorspellen.
Vulkanische snelkookpan
De dodelijke stoomexplosie op White Island kwam onverwacht, maar ze is niet ongewoon. Eerdere explosieve stoomuitbarstingen werden gemeld op 5 augustus 2012, 20 augustus 2012, en op meerdere dagen in oktober 2013. Shane Cronin, een vulkanoloog verbonden aan Auckland university, zegt: “Dit soort plotselinge uitbarstingen op White Island zijn altijd mogelijk. De fumarolen kunnen ineens het hele eiland bedekken, omdat oververhit regenwater in explosief stoom verandert.”
De magmakamer van White Island zit toevallig dicht onder het oppervlak. Gloeiendhete gassen ontsnappen continu uit het gesmolten gesteente en verhitten de overvloedige aanvoer van in de krater inzijgend regenwater. “moeder aarde kookt daar echt een ingewikkeld heksenbrouwsel”, zegt Cronin.
Uit het afkokende brouwsel slaat een dikke koek van mineralen neer. Die koek kan de “veiligheidsklep” blokkeren, de ontgassingskanalen van het magma. Als het heksenbrouwsel onder zo’n neerslagkoek opgesloten raakt, raakt het oververhit, net als in een snelkookpan. Het water wil als stoom afkoken, maar blijft vloeibaar, vanwege de immense druk.
Elk scheurtje in deze geologische snelkookpan kan een woeste, snelle decompressie veroorzaken. Het vloeibare, oververhitte water ‘explodeert’ als stoom, het volume ervan neemt in een oogwenk 1.700 keer toe. De energie van zo’n stoomexplosie kan rotsen verbrijzelen. De decompressiegolf schiet niet alleen naar boven, maar ook naar beneden, de keel van de vulkaan in, waar ze meer oververhit water onder druk tegenkomt. Soms raakt de schokgolf zelfs magma, waardoor de stoom-explosie een door magma gedreven uitbarsting wordt.
Gloeiend hete stoom is dodelijk, als je dicht genoeg bij een eruptiekanaal staat, zegt Cronin. Ook rondvliegende rotsen, gloeiende as en brandend hete gassen veroorzaken levensbedreigende verwondingen. En dit voltrekt zich allemaal binnen tientallen seconden. De situatie is extra gevaarlijk op White Island, omdat het zo klein is. Iedere stoomexplosie bedekt direct het hele eiland.
Stoomexplosies komen voor bij vulkanen over de hele wereld. In 2014 kwamen 63 wandelaars om, op de Japanse vulkaan Ontake, onder vergelijkbare omstandigheden. Cruciaal is dat stoomexplosies geen duidelijke waarschuwing vooraf geven.
De nasleep
Op 10 december concludeerde de politie, na verschillende verkenningsvluchten boven het eiland; dat er waarschijnlijk niet nog meer overlevenden waren. Twee mensen blijven vermist, hun lichamen worden verondersteld nog ergens op het eiland te zijn.
Op 10 december rapporteerde GeoNet dat, hoewel de seismische activiteit na de uitbarsting van 9 december tot een minimumniveau gedaald was, plaatselijke stoom- en modder-uitbarstingen uit actieve eruptiekanalen in de kratervloer, nog altijd plaatsvonden.
Vanaf rond 04:00 uur ’s ochtends op 11 december, nam het aantal kleine aardbevingen op White Island aanzienlijk toe. Dit betekent dat er weer oververhit regenwater onder druk kwam te staan in de krater. Een aantal verkenningsvluchten, waarbij gas-emissiegegevens en andere monitoring-gegevens verzameld werden, wijzen inderdaad op een ondiepe magma-bron, die gasemissies, kleine modder- en stoomexplosies, en kleine aardbevingen aanjaagt.
Sinds observaties zijn begonnen in 1826, vinden freatische (stoomexplosies), freato-magmatische (stoomexplosies met wat vulkanische as) en strombolische uitbarstingen afwisselend plaats, op White Island. Aangezien de erupties van White Island een prominent onderdeel van Maori-legendes zijn, is het waarschijnlijk dat de vulkaan al veel langer actief is.
De nieuwvorming van een groot aantal eruptiekanalen in en rond de krater, in de 19e en 20e eeuw, heeft een snelle verandering in de topografie van de kratervloer veroorzaakt. Een instorting van een deel van de kratermuur in 1914 produceerde een puinlawine, die gebouwen bedekte en arbeiders van een zwavelmijn levend begroef.
Bronnen: United Stated Geological Survey. Smithsonian Weekly Global Volcanism report. Dr. Sally Kuhn Sennert. New Zealand Herald. volcanodiscovery.com, National Geographic.
Reacties door Sam Gerrits