Door lava en water te mengen, proberen onderzoekers te achterhalen welke factoren ervoor zorgen dat het vloeibare gesteente zich soms zo explosief gedraagt.

Wanneer lava in aanraking komt met water, gaat dat vaak gepaard met gewelddadige explosies. Maar soms, tegen de verwachtingen in, blijft het natuurgeweld uit en loopt het letterlijk af met een sisser; de lava koelt af en stolt – zonder dat daar een explosie aan te pas komt.

Hoewel de mensheid toch al behoorlijk wat vulkaanuitbarstingen heeft meegemaakt, kunnen we nog niet exact voorspellen hoe het vloeibare gesteente zich precies zal gedragen als het met water in contact komt. Volgens onderzoekers aan de Buffalo-universiteit zou het te maken hebben met de snelheid waarmee beide ‘vloeistoffen’ botsen.

Lees ook: Grotere ‘lavabubbels’ bevatten koeler gas

Zo’n vier uur bij een slordige 1300 graden Celsius verwarmden de onderzoekers het basaltgesteente. Eenmaal vloeibaar goten ze de ‘laboratoriumlava’ in de stalen container. © Douglas Levere/University at Buffalo

‘Laboratoriumlava’

Door basaltgesteente bij een slordige 1300 graden Celsius te smelten, maakten de onderzoekers hun eigen lava. Ze goten het gesmolten gesteente in een geïsoleerde stalen container en voegden daar vervolgens water aan toe. Bij twaalf varianten van dit experiment, verschillend in containerafmetingen en de snelheid waarmee het water geïnjecteerd werd, bestudeerden de onderzoekers het ‘gedrag’ van de lava.

De resultaten verschilden. In sommige gevallen bleef het bij wat stoom en een paar opborrelende bubbels, maar in andere instanties schoot de lava als reactie op het binnendringende water meters de lucht in. Over het algemeen bleek dat de ‘explosiviteit’ toenam naarmate het water sneller en ‘dieper’ dan 30 centimeter werd ingespoten.

Beschermende bubbel

Hoewel de wetenschappers het achterliggende mechanisme niet verder onderzochten, hebben ze wel een vermoeden. Langzaam in de lava gespoten zou de ‘buitenste laag’ water verdampen en als een soort barrière voorkomen dat ook de rest van de vloeistof het kookpunt bereikt.

Bij sommige van de experimenten schoot de lava meters de lucht in. © Douglas Levere/University at Buffalo

Als het water sneller in het gesmolten gesteente wordt geïnjecteerd, heeft het beschermende laagje niet de tijd zich te vormen. Hierdoor verdampt al het water, stijgt het gas, zet het uit en zorgt het er aan het oppervlak voor dat de lava meters hoog de lucht in schiet.

Het team geeft toe dat aan de hand van dit onderzoek alleen nog geen sterke conclusies getrokken kunnen worden. De onderzoekers hopen dan ook dat het experiment een mooi begin vormt voor verdere studies.

Bronnen: Journal of Geophysical Research (JGR): Solid Earth, University at Buffalo, New Atlas

Beeld: Douglas Levere/University at Buffalo

Nu in onze webshop: de KIJK-scheurkalender 2019! Deze staat vol intrigerende feiten uit de wereld van de wetenschap en technologie. Met leuke quotes, plus elke dag een ‘verjaardag’: van een bijzonder persoon of een opmerkelijke gebeurtenis. Bestel de scheurkalender hier.