In 2010 kwam het vliegverkeer in het grootste deel van Europa tot stilstand. Het duurde meerdere dagen voordat het vliegverkeer weer volledig was hervat. Het was het gevolg van een vulkaanuitbarsting die ver van het Europese vasteland plaatsvond.
Wat was er aan de hand? En waarom zou het veel erger kunnen worden als er ergens op de wereld een vulkaanuitbarsting van een supervulkaan plaatsvindt? Wat zou er dan allemaal nog meer kunnen gebeuren dan alleen maar vluchten die uitvallen en reizigers die op vliegvelden gestrand raken?
De uitbarsting van de IJslandse vulkaan Eyjafjallajökull in 2010 had grote gevolgen voor het vliegverkeer in Europa
Dat zoeken jullie uit aan de hand van de volgende vragen:
- Hebben mensen in het verre en nabije verleden met de gevolgen van uitbarstingen van een supervulkaan te maken gehad? Zo ja, wanneer dan?
- En hoe groot is de kans dat we zoiets nu ook een keer kunnen meemaken?
De antwoorden op deze vragen zijn te vinden in de vier bronnen die elk over een mogelijke zware uitbarsting gaan. Jullie noteren kort de antwoorden op de vragen.
Voor deze opdracht krijg je 1 lesuur de tijd.
De klas kijkt eerst naar de film in Bron: Eyjafjallajöküll en leest de Bronnen: ‘Supervulkanen’ en ‘Yellowstone Park’.
Daarna verdelen we de klas in drie groepen en elk van de groepjes bekijkt een van de drie andere vulkanen die als voorbeeld dienen in deze les.
Elk van de leerlingen in een groepje leest de bron over deze vulkaan door en zoek eventueel op internet nog meer informatie over die vulkaan.
Let op! Een van de drie video's over supervulkanen die tot uitbasting gekomen is, is in het Engels! Vraag je docent een vertaling is de teksten voor jullie niet duidelijk zijn.
Maak een verslagje van de resultaten van je onderzoek naar die vulkaan. Geef daarin ook aan of we rekening moeten houden met een volgende uitbarsting van de vulkaan die je hebt onderzocht of niet. Je krijgt hiervoor 25 minuten de tijd
Daarna gaan jullie in een klassenbesprek na hoe groot de kans is bij elk van de drie vulkanen die jullie onderzocht hebben dat één ervan binnen afzienbare tijd tot een uitbarsting kan komen, wat de gevolgen daarvan zouden kunnen zijn, en of het zin heeft nu al maatregelen te nemen om de gevolgen van zo’n uitbarsting het hoofd te bieden.
In april 2010 kwam de Eyjafljallajöküll in IJsland tot uitbarsting. Wat er daarna gebeurde, zie je in deze YouTube-video ‘Precies 8 jaar geleden lag het vliegverkeer in Europa dagenlang stil':
De aswolken zijn ontstaan, doordat gloeiend hete lava uit deze vulkaan in aanraking kwam met ijs dat deze vulkaan bedekt. Dat ijs veranderde in stoom en dat zorgde voor ontploffingen, waarbij stukken lava werden verpulverd en als asdeeltjes kilometers hoog de lucht in werden geblazen.
Supervulkanen zijn alleen te herkennen aan hun vorm vanuit de lucht of vanuit een lage baan rond de aarde. Dat komt omdat het kraters zijn met tientallen kilometers doorsnee. Vanaf de grond zijn het net valleien die aan alle kanten omringd zijn door heuvels of bergen.
Een deel van Yellowstone Park in Wyoming, Verenigde Staten, gefotografeerd vanuit de ruimte.
Het landschap is mede ontstaan door de uitbarsting van supervulkanen in de afgelopen 2 miljoen jaar.
Dit type vulkanen barst hoogst zelden uit. Vaak verlopen er tienduizenden of zelfs honderdduizenden jaren tussen twee opeenvolgende uitbarstingen van dezelfde supervulkaan. Bij andere typen vulkanen zit er veel minder tijd tussen twee opeenvolgende uitbarstingen. Het kan enkele jaren zijn, of enkele eeuwen.
Als er een supervulkaan uitbarst, zijn de gevolgen ervan over de hele wereld te merken. Dat komt vooral, omdat een dergelijke uitbarsting heviger is dan die van andere vulkanen. Hoe hevig een uitbarsting is, wordt uitgedrukt in het volume van het vaste materiaal, lava en as, dat wordt uitgestoten. Is dat volume groter dan 1000 kubieke kilometer, dan is er sprake van een uitbarsting van een supervulkaan.
Kijk naar dit fragment uit de YouTube-video ‘Tien Grootste Vulkaanuitbarstingen Aller Tijden!’:
Yellowstone National Park is wereldberoemd om de geisers en andere heetwaterbronnen die in dit gebied te vinden zijn. Deze heetwaterbronnen laten zien dat er heet gesteente onder het gebied ligt. Dat wijst er op dat onder het gebied een vulkaan ligt.
Kijk naar de YouTube-video ‘Staat supervulkaan Campi Flegrei op uitbarsten?:
Onder het gebied dat Campi Flegrei heet, ligt een supervulkaan verscholen. Vanaf de oudheid zijn er in dit gebied uitbarstingen geweest. De meest recente was in de 16e eeuw. Maar die uitbarstingen hadden alleen gevolgen voor de onmiddellijke omgeving van deze vulkaan.
Tijdens de meest recente ijstijd, die omstreeks 12.000 jaar geleden ten einde liep, had er echter een uitbarsting plaats waarvan de gevolgen wereldwijd te merken moeten zijn geweest.
Kijk naar dit fragment uit de YouTube-video ‘Tien Grootste Vulkaanuitbarstingen Aller Tijden!’:
In zijn boek ‘The Future of Humanity’ uit 2018 beschrijft de geleerde Michio Kaku hoe de mensheid rond 74.000 jaar geleden bijna uitstierf, als gevolg van een ongewoon hevige vulkaanuitbarsting. Die vond plaats op Sumatra en deed daar het Tobameer ontstaan. Door asregens, vervuiling van de bodem door zwavelzuur en een sterke afkoeling van de aarde konden de mensen, die toen leefden, nauwelijks of niet meer aan eten komen. Tot in Afrika en op het vasteland van Azië stierven de meeste mensen van honger.
Onderzoekers hebben vastgesteld dat het een vulkaanuitbarsting was zoals je die van een supervulkaan kan verwachten. Ze weten ook dat de uitbarsting van deze vulkaan 74.000 jaar geleden niet de laatste is geweest.
De vulkaan die rond 1600 v. Chr. tot uitbarsting kwam, kun je strikt genomen niet tot de supervulkanen rekenen. De uitbarsting zelf was niet zo hevig als die van echte supervulkanen. Maar de gevolgen ervan zijn enorm geweest, zeker in het Middellandse Zeegebied. De uitbarsting wordt dan ook aangemerkt als een waarschuwing ervoor, wat er gebeuren kan als zich opnieuw een dergelijke uitbarsting zou voordoen op de plaats die nu Santorini heet. Een reden om alert te blijven is er ook, omdat er na die grote uitbarsting nog meerdere kleinere zijn geweest.
Daarom is deze vulkaan in deze les opgenomen.
Kijk naar de YouTube-video ‘Thera Eruption Devastates Minoan Civilization’:
Meestal veroorzaakt een vulkaanuitbarsting alleen schade en gevaar voor mensen in de omgeving ervan. De rest van de wereld merkt er weinig of niets van.
Maar dat het ook anders kan, bleek in 2010 toen in IJsland een vulkaan tot uitbarsting kwam. Toen moest het vliegverkeer boven Europa worden stilgelegd, omdat asdeeltjes uit de vulkaan die in de lucht zaten, vliegtuigen zouden beschadigen. Dat zou tot ongelukken kunnen leiden.
In het verre verleden hebben uitbarstingen plaatsgehad van een omvang en hevigheid zoals niemand die nu leeft zich kan voorstellen. Tenzij je veel af weet van het type vulkaan dat dergelijke uitbarstingen vertoont, de supervulkaan.
Kennis over supervulkanen gaan leerlingen in deze les opdoen. Aan de hand schatten ze in hoe groot de kans is dat wij een dergelijke uitbarsting gaan meemaken. De gevolgen van zo’n uitbarsting zouden veel ernstiger zijn en van langere duur zijn dan die van de uitbarsting in IJsland in 2010.
Plan van aanpak
Voor deze les trekt u één lesuur uit.
De klas kijkt eerst naar de film in Bron: Eyjafjallajöküll en leest de Bronnen: ‘Supervulkanen’ en ‘Yellowstone Park’.
U verdeelt de klas daarna in drie groepen en wijst aan elk van de groepjes een van de drie andere vulkanen toe die als voorbeeld dienen in deze les.
Over elk van de vulkanen is een bron in de les beschikbaar met een video en links naar andere bronnen.
Let op! De laatste video is in het Engels. Als dit voor de leerlingen moeilijk is, help hen dan met een vertaling.
Elk van de leerlingen in een groepje leest de bron over deze vulkaan door en zoek eventueel op internet nog meer informatie over die vulkaan.
De leerlingen zoeken een antwoord op de volgende vragen:
- Hebben mensen in het verre en nabije verleden met de gevolgen van de uitbarsting van een supervulkaan te kampen gehad? Zo ja, wanneer dan?
- En hoe groot is de kans dat we zoiets nu zouden mee kunnen maken.
De leerlingen maken een verslagje van de resultaten van hun onderzoek naar die vulkaan. Ze geven daarin ook aan of we rekening moeten houden met een volgende uitbarsting van de vulkaan die ze hebben onderzocht of niet. Ze krijgen hiervoor 25 minuten de tijd
Daarna gaan de leerlingen in een klassenbesprek na hoe groot de kans is bij elk van de vier vulkanen dat één ervan binnen afzienbare tijd tot een uitbarsting kan komen, wat de gevolgen daarvan zouden kunnen zijn, en of het zin heeft nu al maatregelen te nemen om de gevolgen van zo’n uitbarsting het hoofd te bieden.
Uitwerking
Vulkaanuitbarstingen die een groot deel van de wereld of de hele wereld hard raken, komen vrijwel alleen voor bij supervulkanen. Uitbarstingen van stratovulkanen, schildvulkanen en spleetvulkanen hebben zelden ingrijpende gevolgen voor (een groot deel) van de wereld, al zijn daar in het min of meer recente verleden wel voorbeelden van aan te wijzen. Een voorbeeld hiervan is de uitbarsting van de Tambora in 1815 die wereldwijd voor tijdelijke afkoeling zorgde. 1816 raakte daardoor bekend als ‘jaar zonder zomer’.
Hoe uitbarstingen van supervulkanen verlopen, is te zien aan de hand van hoe uitbarstingen van stratovulkanen verlopen. Er is geen verschil, behalve dan dat uitbarstingen van supervulkanen veel heviger en omvangrijker zijn dan die van stratovulkanen. Wetenschappers spreken van een uitbarsting van een supervulkaan als het uitgestoten materiaal een volume heeft van tenminste 1000 kubieke kilometer.
Bij uitbarstingen van supervulkanen reikt de as tot wel 80 kilometer hoog in de dampkring en duurt het enige jaren voordat al die as uit de dampkring verdwenen is. Samen met zwavelzuurdruppeltjes die na de uitbarsting ontstaan zorgt de as voor tijdelijke afkoeling van de aarde met enkele graden Celsius of zorgt die as mogelijk zelfs voor het begin van een nieuwe ijstijd. Asdeeltjes houden namelijk zonlicht tegen en zwavelzuurdruppeltjes kaatsen zonlicht terug de ruimte in.
Als zoiets nu zou gebeuren, zou dat onze voedselvoorziening grotendeels te gronde richten. Dieren en mensen die asdeeltjes inademen, lopen schade aan hun longen op, waardoor de longfunctie achteruitgaat. Vooral mensen en dieren die vlakbij de plek wonen waar een supervulkaan uitbarst, krijgen ermee te kampen. Daarom worden de vier vulkanen die in de les worden behandeld en nog zo’n 35 andere nauwlettend in de gaten gehouden. Onderzoekers nemen monsters van bodem en gassen die uit de bodem komen. Ze houden het voorkomen van aardbevingen bij en gaan na of die in aantal en kracht toenemen, wat zou kunnen wijzen op een grotere kans op een uitbarsting.
Ze houden bij of de bodem van de supervulkaan rijst, daalt of op een andere manier van vorm verandert. Dit kan erop wijzen dat de druk van magma onder de vulkaan aan het toenemen is, en dat is weer een teken dat een uitbarsting binnen afzienbare tijd kan plaatsvinden. Hierbij gebruiken de onderzoekers meetstations die verbonden zijn met het plaatsbepalingssysteem GPS.
Of ze maken radaropnamen van de krater vanuit de ruimte. Aan de hand van aardbevingen of door zelf opgewekte trillingen brengen onderzoekers de steenlagen onder een supervulkaan in kaart. Hierdoor wordt duidelijk hoeveel magma zich onder die vulkaan bevindt, op welke diepte en op welke plaatsen.
Als dat met zekere tussenposen wordt gedaan, levert dat informatie op over verplaatsingen van dat magma. Dat kan aangeven dat er steeds meer gevaar is voor een uitbarsting. Mocht duidelijk worden dat een supervulkaan binnen afzienbare tijd gaat uitbarsten, dan is er nog tijd om plannen te maken om het gebied eromheen te ontruimen en om een buffer aan voedsel aan te leggen om een jarenlange periode van voedselschaarste wereldwijd te kunnen overbruggen.
Als een uitbarsting eenmaal is begonnen is het ook zaak om alle vliegtuigen aan de grond te houden tot de lucht weer schoon is. Het transport van mensen en goederen door de lucht moet dan geheel worden overgenomen door schepen, treinen en andere voertuigen.
De supervulkanen Campi Flegrei, Yellowstone National Park en het Tobameer barsten eens in vele tienduizenden jaren uit. Bij Yellowstone Park is dat 640.000 jaar geleden voor het laatst gebeurd. Daarvoor was de gemiddelde tijd tussen twee opeenvolgende uitbarstingen ongeveer even lang. Er zijn nog geen sterke aanwijzingen dat een nieuwe uitbarsting ophanden is. Dat geldt ook voor de supervulkanen Campi Flegrei en het Tobameer.
Omdat Santorini strikt genomen niet bij de supervulkanen hoort, maar bij de stratovulkanen, is de kans op een uitbarsting van deze vulkaan op korte termijn gezien wel iets groter dan bij de andere drie vulkanen.
Kerndoelen
28. De leerling leert vragen over natuurwetenschappelijke, technologische en zorg gerelateerde onderwerpen om te zetten in onderzoeksvragen, een dergelijk onderzoek over een natuurwetenschappelijk onderwerp uit te voeren en de uitkomsten daarvan te presenteren.
- De leerlingen kunnen aangeven bij welk type vulkaan uitbarstingen tot ver in de omtrek of zelfs wereldwijd ernstige gevolgen kunnen hebben.
- De leerlingen kunnen de aard van die gevolgen omschrijven aan de hand van hoe uitbarstingen van dit type vulkanen verlopen.
- De leerlingen kennen enkele plekken waar dergelijke uitbarstingen hebben plaatsgevonden en mogelijk ooit nog zullen gaan plaatsvinden.
- De leerlingen kunnen uitleggen of en zo ja welke maatregelen nodig en mogelijk zijn om op een dergelijke uitbarsting voorbereid te zijn of om de gevolgen ervan te temperen.
De leerlingen hebben de opdracht in de les goed gemaakt als hun eindproduct:
- laat zien dat de leerdoelen zijn behaald;
- met feiten ondersteunde antwoorden geeft op de onderzoeksvragen.