Vulkaner: typer, udbrud og hvordan de opstår

Lige nu går en vulkan i udbrud et sted på Jorden. Sådan er det næsten altid, for vulkaner er langt mere almindelige, end nyhederne giver indtryk af. Københavns Universitet skriver i sit materiale om vulkaner at der hele tiden er et udbrud i gang et eller andet sted. Du hører kun om de største og mest voldsomme, og i Danmark kan du slet ikke se en vulkan, uanset hvor langt du kører.

Island viser, hvordan det ser ud, når jorden under dig ikke er rolig. Øen sidder lige på en pladegrænse, hvor magma presser op, og vulkanen Hekla har ifølge Den Store Danske været i udbrud mindst 17 gange i historisk tid. Hos os sker der ingenting. Hvorfor? Svaret ligger i pladerne under dine fødder, i magmaens sammensætning og i, hvor meget gas der gemmer sig i den. Det hænger sammen på en måde, der faktisk er nem at huske, når du først har set mønsteret.

Hvad er en vulkan?

Ryst en sodavandsflaske, og skru låget af. Væsken skyder op, fordi gassen, der var opløst under tryk, pludselig slipper fri. En vulkan er den samme idé i kæmpestørrelse: smeltet sten under højt tryk, fuld af opløst gas, finder en vej op til overfladen. Forskellen er, at der ikke står nogen og rydder op bagefter.

Den smeltede sten har altså to navne, og forskellen er bare, hvor den befinder sig. Under jordoverfladen hedder den magma. Oven på overfladen hedder den lava. Lava er ifølge Københavns Universitets forberedelsesmateriale mellem 700 og 1200 grader varm, når den kommer ud af vulkanen, og den flyder ikke som vand. Den består både af flydende og faste dele, og de faste mineraler gør lavaen tyktflydende, ligesom hele bær gør marmelade tyktflydende. Husk det med marmeladen. Den tyktflydende konsistens er nøglen til at forstå, hvorfor nogle vulkaner er rolige, og andre eksploderer.

Ifølge Den Store Danske er vulkaner det mest synlige udtryk for de varmeprocesser, der hele tiden foregår inde i Jorden, og som sender varme op gennem overfladen. Vil du vide mere om, hvordan Jorden er bygget op fra kerne til skorpe, kan du læse vores guide til jordens opbygning.

Vulkaner er heller ikke et rent jordisk fænomen. De findes på vores nærmeste planeter, og med en højde på 26,4 kilometer er Olympus Mons på Mars solsystemets største vulkan. Til sammenligning er Mount Everest knap 9 kilometer høj. Mars har ingen aktive pladegrænser, og derfor kan en vulkan vokse sig langt højere end nogen vulkan på Jorden, fordi den ikke bliver båret væk fra sin magmakilde. Det er en god påmindelse om, at det er pladernes bevægelse, der gør Jordens vulkaner så spredte.

Sådan er en vulkan bygget op

Hvad ligger der egentlig under en vulkans top? Ikke bare et hul, men et helt system. Dybt nede samler magmaen sig i et magmakammer. Derfra stiger den op gennem en kanal, og øverst åbner den sig i et krater. Hvert udbrud lægger nyt materiale oven på det gamle, så mange vulkaner vokser lag for lag af lava og aske.

Calderaen er værd at kigge nærmere på, fordi den viser, hvad der sker, når et magmakammer tømmes. Vulkanens top mister sin støtte og falder ned i hullet. Tilbage er en kæmpe skål, der kan være mange kilometer bred. Krafla på Nordisland er et eksempel. Den Store Danske beskriver en sammenstyrtet vulkan på 818 meter, hvor magma samler sig i et kammer cirka 3 kilometer under calderaens bund. Når magmaen samles, hæver jordoverfladen sig lokalt, og når kammeret tømmes, falder den igen. Det er som en langsom vejrtrækning.

Hvorfor ligger vulkaner lige netop dér?

Sæt en finger på et verdenskort, og peg på alle de steder, hvor der er vulkaner. Du rammer ikke tilfældigt. Københavns Universitet beskriver at vulkanerne er spredt ud over Jorden i et mønster, der minder om felterne på en fodbold, og at de følger bestemte linjer. Linjerne er grænserne mellem de tektoniske plader. Danmark ligger midt på en plade, og derfor har vi ingen vulkaner.

Der findes tre slags pladegrænser, og kun to af dem giver vulkaner.

Ved den destruktive grænse sker der noget, der virker bagvendt. Pladen, der synker ned, smelter, og den smeltede sten er lettere end den faste plade omkring den. Derfor stiger den op igen og bliver til lavaen i vulkanerne over grænsen, som Københavns Universitet forklarer. Pladen bliver altså både begravet og genfødt som vulkan.

Ved de konstruktive grænser er det modsatte på spil. Her trækkes pladerne fra hinanden, og magma stiger op i revnen. Det sker langs midthavsrygge, som løber gennem verdenshavene som en lang undersøisk bjergkæde, og de fleste af disse vulkaner ser vi aldrig, fordi de ligger på havbunden. Island er det sted, hvor ryggen stikker op over havet. Øen bliver bredere år for år, fordi den nordamerikanske og den eurasiske plade langsomt glider fra hinanden, og det er nok til, at øen både får nye vulkaner og nye jordskælv.

Rundt om Stillehavet løber et bælte af destruktive pladegrænser, som kaldes Ildringen. Her sidder omkring tre fjerdedele af verdens aktive vulkaner, og her ligger blandt andet Japan, Filippinerne, Andesbjergene og Mount St. Helens i USA. Selve pladerne og deres bevægelser får en grundig gennemgang i vores guide til tektoniske plader, og følgerne ved bevarende grænser kan du læse om i artiklen om jordskælv.

Hotspots: vulkaner midt på en plade

Hawaii ødelægger den pæne regel om pladegrænser. Øerne ligger midt i Stillehavet, tusindvis af kilometer fra nærmeste pladegrænse, og alligevel har de nogle af verdens mest aktive vulkaner. Forklaringen er et hotspot, et ekstra varmt område i Jordens kappe. Det får ifølge Københavns Universitet den overliggende plade til at smelte, og forskerne ved endnu ikke, hvorfor hotspots ligger netop de steder, hvor de gør.

Hotspottet står stille, mens pladen bevæger sig hen over det. Forestil dig et tændt stearinlys, og lad et ark papir glide langsomt hen over flammen. Papiret får et brændt hul ét sted ad gangen, og efterhånden sidder der en række huller på linje. Sådan dannes økæder som Hawaii. Hver ø er en vulkan, som pladen har båret væk fra hotspottet, og den yngste ø ligger lige over det.

Hotspots kan også ligge under kontinenter. Yellowstone i USA sidder over et hotspot, og magmaen der er tyktflydende, så udbruddene er eksplosive i stedet for rolige som på Hawaii. Island har fordelen af begge dele, både en pladegrænse og et hotspot. Det er en af grundene til, at Island er en stor ø og ikke bare en undersøisk ryg.

De tre vigtigste vulkantyper

Mauna Loa på Hawaii og Vesuv i Italien er begge vulkaner, men de ligner hinanden så lidt, at man kunne tro, de var to forskellige slags natur. Den ene er en bred, flad kæmpe. Den anden er en stejl kegle. Forskellen skyldes ikke størrelse, men magmaens konsistens.

Når magmaen er tyndtflydende, slipper gassen let ud, og lavaen løber ud i brede strømme. Når magmaen er sej, fanger den gassen, trykket stiger, og vulkanen kan eksplodere. Det er hele forklaringen på forskellen mellem rolige og eksplosive udbrud, og den kan du bruge igen og igen i opgaver.

Tag skjoldvulkanerne først. Når lavaen er tynd som sirup, kan den løbe mange kilometer, før den størkner, og hvert udbrud lægger et nyt tyndt lag oven på det gamle. Efter tusinder af udbrud har vulkanen en meget flad hældning, ligesom et skjold lagt på jorden. Hawaii-øerne er bygget op på denne måde. Keglevulkaner er opbygget anderledes. Her skiftes lag af størknet lava og aske, og fordi lavaen er sej, løber den ikke langt, men hober sig op tæt på krateret. Resultatet er den klassiske stejle kegle, du kender fra tegninger af Vesuv og Fujisan.

I opgaver om vulkaner bliver du ofte bedt om at sammenligne skjoldvulkaner og keglevulkaner. Det er en god idé at øve sig på et konkret par, så du har en forklaringskæde klar, som du kan bruge til eksamen.

En god forklaringskæde starter altid med placeringen og slutter med udbruddet. Først siger du, hvilken type pladegrænse eller hotspot vulkanen ligger ved. Derefter beskriver du magmaen, og til sidst forklarer du, hvordan magmaens konsistens påvirker gassen og dermed udbruddet. Når du følger den rækkefølge, behøver du ikke at huske hver enkelt vulkan udenad. Du kan slutte baglæns fra, hvor vulkanen ligger, til hvordan den opfører sig.

Sådan forløber et eksplosivt udbrud

Hvad sker der i timerne og dagene, før en keglevulkan eksploderer? Det foregår i et bestemt forløb, hvor trykket vokser skridt for skridt, og hvor hvert trin kan bruges som et argument i din besvarelse.

1. 1

   Magmaen samler sig

   Magma stiger fra kappen og samler sig i et magmakammer under vulkanen.

2. 2

   Gassen danner bobler

   Når magmaen stiger, falder trykket omkring den, og den opløste gas begynder at danne bobler.

3. 3

   Trykket bygges op

   Er magmaen tyktflydende, kan boblerne ikke slippe væk. Overtrykket vokser i kammeret og skorstenen.

4. 4

   Vulkanen bryder ud

   Til sidst giver bjergarten efter, og magma, gas og sten bliver sprængt ud af krateret.

5. 5

   Aske og strømme

   En askesky stiger højt op, og glødende aske og gas kan fare ned ad siderne med stor fart som pyroklastiske strømme.

Det, der kommer ud af en vulkan, har tre former. Lava løber ud som strømme og ødelægger alt på sin vej, men den er sjældent det farligste, fordi du kan gå væk fra den. Aske er fine partikler af sønderbrudt sten. Store partikler falder hurtigt til jorden, men ifølge Den Store Danske om vulkaner og luftforurening kan små partikler blive i atmosfæren i måneder, især hvis de sendes højt op. Pyroklastiske strømme er mest dødelige, fordi de bevæger sig hurtigere, end du kan løbe.

Eksplosive udbrud grupperes efter, hvordan de forløber. Den Store Danske nævner blandt andet hawaiiansk, stromboliansk, pliniansk og peléeansk. Den plinianske type er opkaldt efter Plinius den Yngre, der beskrev udbruddet af Vesuv i år 79. Den peléeanske type har navn efter Mont Pelée på Martinique, hvis udbrud i 1902 ødelagde byen Saint-Pierre og kostede omkring 30.000 mennesker livet. Her kom en glødende askestrøm ned ad bjerget og ramte byen, før nogen nåede at reagere.

Forskellen på de to udbrudstyper kan du tænke på som forskellen mellem at lade luften slippe ud af en ballon og at stikke en nål i den. Hawaiianske udbrud er den rolige udgave: tynd lava springer op som fontæner og løber ud i strømme, så folk kan komme på afstand. Plinianske udbrud er nålen. En søjle af gas og aske skydes mange kilometer op i atmosfæren, og når søjlen falder sammen, kommer det dødelige materiale ned igen i en strøm, som ingen kan løbe fra.

Hvor farligt er et udbrud? VEI-skalaen

Et udbrud, der fylder tre linjer i en lokalavis, og et udbrud, der ændrer vejret på hele kloden, er ikke i samme størrelsesorden. Vulkanologer bruger Volcanic Explosivity Index, forkortet VEI, til at sætte tal på forskellen. Ifølge Den Store Danske er VEI en værdi mellem 0 og 8, som bruges som mål for en vulkans farlighed, og der er en tydelig sammenhæng mellem magmaens kemiske sammensætning og vulkanens eksplosivitet.

Skalaen er logaritmisk. Det betyder, at hvert trin op ad skalaen groft sagt svarer til ti gange mere udkastet materiale. En VEI 6 er altså ikke dobbelt så stor som en VEI 3. Den er omkring tusind gange større.

Læg mærke til, at VEI måler eksplosivitet og mængden af udkastet materiale, ikke antallet af døde. Et lille udbrud kan være dødbringende, hvis det rammer en by, og et stort udbrud kan være harmløst, hvis det sker langt fra mennesker.

Eyjafjallajökull er et godt eksempel. Udbruddet i 2010 var ikke engang blandt de største, men askeskyen drev ind over Europa lige over de travle flyruter, og flyene måtte blive på jorden. Tambora i 1815 var derimod i en helt anden vægtklasse, og dens konsekvenser rakte langt ud over Indonesien. Når du skal vurdere et udbrud i en opgave, er det altså en god idé at se på både størrelsen og placeringen, og hvem der bor i nærheden.

Aktive, sovende og udslukte vulkaner

Hvornår er en vulkan død? Det er sværere at svare på, end det lyder. Vulkaner deles normalt i tre grupper. En aktiv vulkan har haft udbrud i nyere tid eller viser tegn på uro, for eksempel jordskælv og gasudslip. En sovende vulkan har ikke været i udbrud i lang tid, men kan vågne igen. En udslukt vulkan regnes for færdig, fordi magmaforsyningen under den er forsvundet.

Problemet er, at vulkaner kan sove i meget lang tid, før de vågner. Vesuv havde været så rolig, at beboerne i byerne omkring den næppe tænkte på den som en trussel, da den i år 79 begravede Pompeji. Hekla er en anden vulkan, der ikke lader sig stresse af kalenderen. Den har været i udbrud flere gange siden år 1900, og ifølge Den Store Danske var det seneste udbrud i februar 2000, hvor lavastrømmen bredte sig over 18 kvadratkilometer uden at true veje eller bebyggelse.

Island: Nordens vulkanland

Island er det sted, hvor du kan få vulkaner ind på livet uden at forlade Norden. Øen sidder på den midtatlantiske rygs aktive midterzone, og vulkanerne er både en trussel og en ressource. På Reykjanes-halvøen brød Fagradalsfjall ud i 2021, og lavastrømmene kunne ses på afstand af turister, som tog en gåtur for at kigge. Andre udbrud har været meget farligere.

Laki er et eksempel på, at et udbrud ikke behøver at være eksplosivt for at være enormt. Ved udbruddet i 1783, der varede fire til fem måneder, flød der ifølge Den Store Danske mere end 4 kubikkilometer basaltisk lava ud og dækkede 500 kvadratkilometer. Til gengæld giver Krafla et billede af, hvordan Island udnytter varmen. Den rigelige geotermiske energi bruges til elproduktion i et kraftværk med en effekt på 60 megawatt, som Den Store Danske skriver om Krafla.

Vulkaner og klimaet

Det lyder modstridende, men et stort vulkanudbrud kan gøre Jorden koldere. Ved Tambora i april 1815 blev der ifølge Den Store Danske anslået sendt 150 kubikkilometer støv og gas op i 50 kilometers højde. Det afskærmede for solstrålingen over store dele af Jorden i mere end to år, og 1816 blev i de områder kendt som året uden sommer. Det er især svovlforbindelser, der gør arbejdet. De omdannes i atmosfæren til små sulfatpartikler, som kaster noget af sollyset tilbage mod rummet.

Samme kilde regner med, at verdens vulkaner samlet udleder omkring 10 millioner ton svovl om året, hvilket svarer til ca. 15 procent af de menneskeskabte udslip af svovl. Vulkaner afgiver også kuldioxid, som bidrager til drivhuseffekten, men mængden er langt mindre end det, mennesker udleder i dag. Hvordan gasserne varmer atmosfæren, kan du læse om i vores artikel om drivhuseffekten.

Forskellen mellem de to effekter handler om tid. Svovlpartiklerne falder ud af atmosfæren efter et par år, så kølingen er kortvarig. Kuldioxid bliver derimod i atmosfæren i meget lang tid. Derfor kan et enkelt stort udbrud give et par kolde somre, mens den globale opvarmning over mange årtier primært drives af menneskets udledninger.

Vulkaner giver også noget tilbage. Asken forvitrer til frugtbar jord, og i områder som Island bruges varmen i undergrunden til energi. Derfor bor millioner af mennesker tæt på aktive vulkaner, og det er netop dér, du møder det mest interessante spørgsmål i geografi: hvordan lever man med en risiko, man ikke kan fjerne?

Kan man forudsige et vulkanudbrud?

I 1991 gik Pinatubo på Filippinerne i udbrud, og 80.000 mennesker blev evakueret i tide. Tabstallet blev dermed begrænset til omkring 800. Den Store Danske kalder det den hidtil største succes for vulkanologien. Hemmeligheden er, at vulkaner varsler sig. Før et udbrud opstår der små jordskælv, jordoverfladen hæver sig, og gasudslippet ændrer sig.

Seismisk og geodætisk udstyr følger bevægelserne i magmakammeret, og på Krafla har man på den måde kunnet forvarsle udbrud med god sikkerhed. Der er dog en hage. Udbrud kan med en vis sandsynlighed forvarsles nogle dage i forvejen, og det er nok til at evakuere. Men det har ofte vist sig svært at få folk til at forlade deres hjem frivilligt, så en forvarsling skal være ret sikker, hvis den skal bevare sin troværdighed. Hvis alarmen lyder for tit uden udbrud, holder folk op med at tro på den.

Typiske fejl om vulkaner

Du kan også læse mere om dit fag på vores oversigt over lektiehjælp i geografi eller finde andre fag på lektiehjælp.