Nieuw onderzoek gepubliceerd in JGR Solid Earth suggereert dat de Etna, een van de meest actieve vulkanen ter wereld, niet in een gevestigde geologische categorie past. In plaats daarvan geloven wetenschappers dat het een “nieuw type vulkanisme” vertegenwoordigt dat ons traditionele begrip van hoe vulkanen ontstaan en evolueren op de proef stelt.
De drie traditionele modellen uitdagen
Decennia lang heeft de vulkanologie uitbarstingen gecategoriseerd in drie verschillende raamwerken, gebaseerd op tektonische activiteit:
- Vulkanen in de mid-oceanische ruggen: Gevormd waar oceanische platen uit elkaar trekken, waardoor magma nieuwe korst kan creëren.
- Intraplate-vulkanen (hotspots): Ontstaan door geconcentreerde hittezones in de mantel, zoals de Hawaiiaanse eilanden of de Yellowstone-caldera.
- Vulkanen in de subductiezone: Gevormd wanneer een oceanische plaat onder een continentale plaat schuift, vaak aangewakkerd door water dat het ondergrondse gesteente doet smelten (bijvoorbeeld de berg Fuji).
De Etna, gelegen op Sicilië, trotseert alle drie. Hoewel het zich vlakbij de kruising bevindt waar de Afrikaanse plaat de Euraziatische plaat ontmoet, bevindt het zich direct op de grens in plaats van landinwaarts. Hoewel de lava chemisch lijkt op die van een ‘hotspot’-vulkaan, is er bovendien geen bewijs van een mantelhotspot eronder.
Een vreemde evolutionaire geschiedenis
Het mysterie van de Etna is niet alleen de locatie, maar ook de veranderende chemische samenstelling in de loop van de tijd. Onderzoekers merkten een significante verschuiving op in het ‘dieet’ van de vulkaan:
- Vroege fase: De vulkaan barstte relatief kleine hoeveelheden silicarijke lava uit. Meestal komt silicarijk magma uit grote smeltreservoirs en resulteert dit in enorme uitbarstingen.
- Later stadium: De vulkaan ging over in het uitbarsten van grote hoeveelheden alkalirijke lava (rijk aan kalium en natrium). Meestal wordt alkalirijke lava geproduceerd door minder gesmolten gesteente en resulteert dit in veel kleinere uitbarstingen.
Deze omkering van de ‘verwachte’ relatie tussen lavachemie en uitbarstingsvolume is wat onderzoekers ertoe aanzette dieper in het sanitairsysteem van de vulkaan te graven.
Het “vouwmechanisme”: hoe de Etna werkt
Door de geochemie van verschillende lavalagen te bestuderen, ontdekten Sébastien Pilet en zijn team dat het magma van de Etna afkomstig is uit een ‘lagesnelheidszone’ – een bijzonder smeltende laag aan de bovenkant van de mantel. Hoewel deze zones veel voorkomen, bereikt het magma in de meeste delen van de wereld zelden de oppervlakte.
Wat de Etna anders maakt, is de tektonische chaos voor de deur.
De zinkende Afrikaanse plaat glijdt niet soepel onder de Euraziatische plaat; het zit gedeeltelijk vast. Deze wrijving zorgt ervoor dat het gesteente vouwt en vervormt. Deze tektonische plooien fungeren als kanalen en creëren paden waardoor magma traditionele routes kan omzeilen en naar de oppervlakte kan stijgen.
De onderzoekers stellen een geschiedenis van twee stappen voor dit proces voor:
1. Aanvankelijk moest magma zich door de dikke Afrikaanse plaat heen worstelen en onderweg reageren met de silicarijke continentale korst.
2. In de loop van de tijd veranderde de geologische structuur, waardoor een directere ‘pijp’ van de mantel naar het oppervlak ontstond, waardoor minder vervalste alkalilava vrijer kon stromen.
Waarom dit belangrijk is voor de mondiale geologie
De ontdekking van het unieke mechanisme van de Etna is meer dan alleen een lokale curiositeit. Het benadrukt een aanzienlijke leemte in de huidige geologische modellen: de rol van de lithosfeer (de korst en de bovenmantel) bij het vormgeven van vulkanische activiteit.
Zoals petroloog Sarah Lambart opmerkt, wordt de manier waarop magma interageert met de omringende gesteentelagen vaak over het hoofd gezien. Als het ‘opvouwbare’ mechanisme van de Etna vaker voorkomt dan eerder werd gedacht, zou dit kunnen betekenen dat veel andere vulkanen over de hele wereld zich gedragen op manieren die we nog niet volledig begrijpen.
De Etna is misschien een bijzondere uitbijter, maar zijn unieke gedrag suggereert dat de interactie tussen magma en de aardkorst een veel grotere rol speelt in het mondiale vulkanisme dan de huidige wetenschap erkent.
Conclusie
De unieke positie van de Etna en de veranderende chemie suggereren dat het een product is van complexe tektonische vouwingen in plaats van standaardplaatbewegingen. Deze ontdekking opent een nieuw hoofdstuk in de geologie, wat suggereert dat de aardkorst een veel actievere rol kan spelen bij het veroorzaken van vulkaanuitbarstingen dan eerder werd aangenomen.
