DE STICHTING GEOWETENSCHAPPELIJKE ACTIVITEITEN, GEOREIZEN, NEDERLAND. ECOLE TRAVEL TOUR OPERATOR, COSTA RICA. Verslag van de tweede reis” Vulkanen van Costa Rica”, die van 12 t/m 28 februari 2011 is uitgevoerd. De begeleiding van de reis was in handen van drs. Pieter Dercksen (onafhankelijk consultant en tourleider). Daarnaast werd er technische voorlichting gegeven door Dr. Maria Martinez van het Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica (OVSICORI), dat verbonden is aan de Universidad Nacional (UNA). Zij begeleidde de eerste dag naar de Poás Vulkaan en gaf uitleg over het belang van seismologisch onderzoek in Costa Rica. Doel: Kennismaking met het vulkanisme in Costa Rica en Nicaragua, haar essentiële rol bij de vorming van de landbrug tussen Panama en Nicaragua en bij de algemene landschapsvorming. Kaart 1. Locatie aan van Costa Rica en Nicaragua op de Isthmus, de landbrug tussen Noord en Zuid Amerika.
Kaart 2. Route Georeis 2011. Voor gedetailleerde topografische kaart van Costa Rica zie:
http://www.maptak.com/cr/crm/crphy.html#
1
Op dag 2, de dag na aankomst in San José, de hoofdstad van Costa Rica, werd de Poás Vulkaan bezocht. Deze trip werd begeleid door Dr. Maria Martinez. De vulkaan ligt ± 50 km ten noordwesten van San José en heeft een hoogte van ruim 2700m boven zeeniveau. De stijging vanuit de Centrale Vallei naar de Poás verloopt geleidelijk, totdat er bij San Pedro de Poás een hoge rechte wand opduikt, een overschuiving, die tot plooi- en breukvorming heeft geleid. Dit is het gevolg van doorgaande opheffing van het vulkanisch centrale bergland. De schuifsnelheid van de plooi langs het breukvlak is ±3 mm per jaar. Het zicht bij het Nationaal Park Vulkaan Poás was door het regenachtige weer beperkt. Desondanks kon er een wandeling naar de krater en een oostelijk gelegen kratermeer (Laguna Botos) worden gemaakt en kon er een indruk worden opgedaan van de karakteristieke lage struikachtige Páramo vegetatie, die zich hier aan hoogte, bodemgesteldheid en zure regen heeft aangepast. Foto 1 en 2. De actieve krater van de Poás Vulkaan en enkele seismografen van OVSICORI.
De Poás Vulkaan is actief, vertoont fumaroles en af en toe freatische uitbarstingen. Het vrijkomende gas bevat vaak vooral waterdamp, terwijl het complementerende deel SO2 en af en toe HCL bevat. Het water in de krater is uiterst zuur (pH <1 of zelfs negatief). De ouderdom van de vulkaan wordt gesteld op eind Tertiair, begin Pleistoceen en het materiaal van deze samengestelde stratovulkaan is andesiet – basalt. Op de jongere hellingen worden vooral lagen pyroclastisch materiaal aangetroffen. In de namiddag werd er een bezoek gebracht aan OVSICORI, waar Dr. Maria Martinez uitleg gaf van het seismologisch onderzoek en de permanente meting van seismologische bewegingen, die er in het land plaatsvinden. Op Dag 3 werd er een bezoek gebracht aan de Vulkaan Irazú, een samengestelde stratovulkaan met adventiefkraters, die een hoogte heeft van 3432m.b.z.n. Hier zijn prachtige pyroclastische kegels te zien, die als uitstulpingen in het landschap liggen. Het gebied van de vulkaan beslaat 500 km² en de kolos is ± 140 000 jaar oud. De vulkaan vormt een tweelingvulkaan met de Turrialba vulkaan (±70 000 jaar oud), die thans zeer actief is. De gesteenten van de vulkaan zijn van basalt-andesitische samenstelling en de vulkanische producten omvatten lavastromen, pyroclastische afzettingen, assen van variërende korrelgrootte, lapilli, bommen, laharafzettingen, getransporteerd puin- en fluviatiele afzettingen. Het kratermeer heeft op dit moment een zeer laag niveau bereikt (droogte en lekkage via breuken). De pH waarde van het water in het meer is ongeveer 3,5 en varieert niet veel. De watertemperatuur is ±15°C.
2
Foto 3 en 4. De Vulkaan Irazú. Het water niveau in de krater is thans laag. Horizontaal afgezette Lapilli lagen van verschillende korrelgrootte. Fijne assen liggen op top.
De enorme uitbouw van deze kolossale vulkaan is het gevolg van de grote hoeveelheid materiaal, dat bij uitbarstingen vrijkwam, maar ook door sedimentatie: hellingafzettingen, vulkanische modderstromen en aardverschuivingen. Speciale aandacht werd daarom ook besteed aan de lavastromen van Cervantes op de zuidoostelijke hellingen van de vulkaan. Deze afzettingen, beslaan een gebied van 42 km² en hebben zich in verschillende fases voorgedaan. Op de terugweg werd een uitgestrekte laharafzetting langs de Reventado Rivier bezocht. Deze modderstroom heeft in 1963 plaatsgevonden tijdens een periode van uiterst hoge activiteit van de vulkaan. ´s Middags werd er in San José een korte uitleg van de geologische ontstaanswijze Foto 5. Deel van sintelblokken. Breedte 5cm. Het gesteente vertoont een zeer poreuze structuur, veroorzaakt tijdens de ontgassing van de lava (gasbellen), sintelkegels, Irazú.
en de processen, die tot de vorming van het land hebben geleid. Hoofdtemas waren platen tektoniek, subductie en vulkanische processen, opheffing, vervorming, plooiing en breuk van gesteenten door druk en rek, maar ook erosie en sedimentatie. Dag 4, 5 en 6. Het bezoek aan het centrale vulkanische bergland werd vervolgens enkele dagen afgewisseld met een trip naar de Caribische kustplaats Tortuguero. Daarvoor werd er via de weg door het Nationale Park Braulio Carillo gereisd, die door de nauwe doorgang tussen de flanken van de Barva en de Irazú vulkanen loopt. De zeer nauwe dalen tussen de afzonderlijke vulkanen geven het landschap een gedrongen karakter; er doet zich ook een sterk toenemende ruwheid van de hellingen aan de noordkant van het gebergte voor. Dit staat in schel contrast tot de positie van de vulkanen in bv. Guanacaste, die afzonderlijk en ruim in het landschap staan. Speciale aandacht werd besteed aan de Sucio Rivier, die door het hoge zwavelgehalte van haar water geelgekleurd is. Dit in contrast met het water van de samenvloeiende Hondura Rivier, die 3
transparant water afvoert. Beide rivieren vertonen het samenvloeiingpunt een zeer groot verval en transporteren zeer grof materiaal. Ze beginnen pas lager in de Atlantische Zone te meanderen.
Foto 6 en figuur 7. Samenvloeiingpunt van de Sucio en de Hondura Rivieren. Doorsnede van een laaglandrivier, zoals die in de Atlantische zone voorkomen. De oeverwallen verdwijnen soms door oevererosie, die als gevolg van de sterke ontbossing sterk is toegenomen.
Tortuguero werd per boot bereikt via Caño Blanco, de Parismina Rivier en de kanalen. We zijn nu laag in de kustvlakte, dicht bij zee. Direct achter de strandwallen liggen moerassen en veengebieden, terwijl er direct langs de rivieren, jonge fluviatiele afzettingen en landvormen, zoals de oeverwallen en de kommen te zien zijn. Het gebied wordt soms door de zeer hoge regenval (5000 – 6000 mm/jaar) door overstromingen getroffen (Foto 7). Dan zijn de achterliggende gebieden vaak tijdelijk niet meer bruikbaar (veeteelt, bananen). Foto 7 en 8. Doorbraak van oeverwallen langs de Parismina Rivier en de kustvlakte bij Tortuguero, gezien vanaf de Cerro de Tortuguero (120m.b.z.n.), een lavakegel (ouderdom van 1.8 milj. jaar).
De Atlantische zone is begroeid met zeer vochtig tropisch regenwoud. Het riviersediment is afkomstig van het centraal vulkanische bergland, maar ook uit het gebied van het Talamanca Gebergte in het zuiden. Bij Tortuguero worden ook landvormen van oude vulkanische landschappen aangetroffen (Foto 8). Het getijdenverschil van de Caribische Zee is ± 60 cm. Dag 6 en 7. De reis naar de Arenal Vulkaan verliep via de noordkant van het centraal vulkanische bergland en het stroomgebied van de Sarapiquí Rivier. Deze vindt haar oorsprong in een diep ingesneden dal, dat zich tussen de Barva en de Poás vulkanen langs de Vara Blanca breuk heeft gevormd. De rivier bereikt via de oost - west verlopende San Miguel breuk het laagland en buigt als gevolg van obstructie door oudere, Miocene vulkanische gesteenten met een wat hogere topografie af in oostelijke richting. Onderweg werden er nog twee excursiepunten bezocht. Een 300m diepe pitkrater tussen de Poás en Platanar vulkanen en een met regenwater gevulde explosie krater of Maar bij Río Cuarto. Deze verschijnselen bevinden zich in een tektonisch actieve zone, waar zich ook nog negen pyroclastische kegels bevinden, die elkaar in noordelijke richting opvolgen.
4
Foto 9 en 10. Hexagonale structuren van de top van de verticale basalt - andesitische zuilen van de pitkrater bij het Juan Castro Blanco Park. Pyroclastische kegels.
Bij de Arenal Vulkaan(ruim 1600m.b.z.n.) werd er langs de westkant een wandeling gemaakt en werden er verscheidene met as en lava bedekte gebieden geobserveerd. Deze stratovulkaan, die ±7000 jaar geleden haar eerste activiteit vertoonde, ligt aan de noordkant van het laat - Tertiaire tot vroeg - Kwartaire vulkanische bergland van Tilarán, oostelijk van de slenk, waarin zich het Arenal Meer bevindt. Aan de zuidoostkant op een afstand van 2.5 km, bevindt zich de Cerro Chato, een oudere (Pleistoceen, ± 38 000 jaar) uitgedoofde, geërodeerde vulkaan, waarvan de krater met water gevuld is. De Vulkaan Arenal is de jongste vulkaan van Costa Rica en is thans Foto 11. De Arenal vulkaan. In 1968 heeft zich hier een tweede krater gevormd, die een belangrijke uitbarsting veroorzaakte (Nuées Ardentes). De oudste krater, aan de oostkant, werd daarbij afgesloten. De voortdurende uitstoot van deze materialen veroorzaakt de opbouw van de actieve krater, die zich met een snelheid van 5 m per jaar ophoogt.
de enige vulkaan, die magmatische activiteit vertoont (basaltische bloklava). Tijdens het verblijf in het gebied werd er gebaad in thermale baden, die gevoed worden door verwarmd rivierwater, dat een temperatuur van ±100 °C kan bereiken. Dag 8en 9. We reizen via het Meer van Tilarán naar de Rincón de la Vieja Vulkaan in het noordoosten van het land. Het meer is ± 30 km lang en op sommige punten maximaal 5 km breed. Het water wordt gebruikt voor energiewinning en irrigatie in de noordwestelijke droge provincie Guanacaste. Langs de weg van Tilarán naar Cañas werd een stop gemaakt ter hoogte van een kleine pyroclastische kegel, waar de assen en lapilli in “coursening upwards” sequenties werden aangetroffen. Ook werd er aandacht besteed aan het voorkomen van lavastromen over paleosols en geërodeerde landvormen van oud vulkanisme. Ook werd er een bezoek aan het geothermische project van het Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) bij Miravalles gebracht. Het Miravalles geothermale veld ligt in het gebied van de Guayabo caldera (1,5 - 0.6 miljoen jaar oud), die een diameter heeft van 15 km. Hier hebben zich belangrijke pyroclastische uitbarstingen voorgedaan, die tot verwoesting van de Guayabo vulkaan hebben geleid. De huidige Miravalles vulkaan heeft een ouderdom van < 200.000 jaar. Er bevindt zich op een diepte van 700m een typisch met water gevuld hoge temperatuur reservoir. Thans bevinden er zich 33 productiebronnen in dit veld. De energie output van de vijf aanwezige krachtcentrales is 165.5 MWe, tevens het berekende maximum voor de periode van levensduur van het project. Na 5
dit bezoek werd de reis voortgezet naar de Rincón de la Vieja, een rit over het Santa Rosa plateau (oppervlakte 1500km²), dat uit uitgestrekte ignimbrietenstromen bestaat, die diep versneden zijn en die afgewisseld worden met langgerekte ruggen. Deze afzettingen variëren in ouderdom van 6-2 miljoen jaar, hoewel de jongste magmatische afzettingsfasen van betekenis pas 3500 jaar oud zijn (Plinische uitbarsting). De ignimbrieten zijn ten dele ook afkomstig uit de Guachipelín caldera, waarin zich later de Rincón de la Vieja vulkaan zelf heeft gevormd.
Foto 12. De Colorado Rivier snijdt zich diep in de ignimbrieten afzettingen op de lagere hellingen van de Rincón de la Vieja vulkaan. De verharde lagen hebben een zeer slechte interne ontwatering en het afstromend water van de intensieve neerslag vindt haar weg via de zwakke zones van het gesteente. Foto 13. Modderpotten in het Nationale Park van de Rincón de la Vieja. Zwavelhoudend gas en stoom ( > 100 °C) komen door freatische uitbarsting, druk en expansie in de ondergrond naar de oppervlakte, waar een borrelende modderconcentratie ontstaat. De rode kleur is die van geoxideerd ijzer.
De Rincón de la Vieja is een samengestelde andesitische stratovulkaan, waarvan de top van het gebergte een lange rand van ± 7 km vormt, die in de richting noordwest - zuidoost loopt. Aan de zuidkant van het massief bevindt zich de rand van de Guachipelín caldera. De vulkaan heeft negen eruptieve kraters en de activiteit heeft zich in de loop der tijd verplaatst in zuidoostelijke richting. Daar bevinden zich de kegelvormige tweelingkraters, waarvan de Santa Maria kegel het hoogste punt vormt (1916m.b.z.n.). De Von Seebach krater is thans actief, bevat warm zuur water en vertoont af en toe freatische uitbarstingen, maar ook fumaroles. Het nationale Park Rincón de la Vieja omvat het gebied van de zgn. Pailas of modderpotten (Foto 13), maar ook actieve geisers, waar zuur zwavelhoudend water via spleten en breuken in het onderliggende gesteente opwelt en waar stoom omhoog wordt geblazen. Op sommige plekken bevindt zich door metalen gekleurd groen water, op andere plaatsen licht of bijna witte bubbelende modder, die hier en daar door hematiet roodgekleurd is. De watertemperaturen liggen vaak rond de 90°C. Dag 10 en 11. Bij vertrek uit de zone naar Nicaragua passeren wij een serie van 10 lavadomes aan de westkant van de Rincón de la Vieja vulkaan. Deze lavadomes hebben zich langs de calderarand van de Cañas Dulces caldera ontwikkeld uit lavastromen, die via spleten aan de oppervlakte kwamen en zich over de oudere ignimbrieten afzetten. De hoogte van de domes ligt 6
tussen de 400 en 600 m.b.z.n. Verder noordelijk passeerden we de Orosi stratovulkaan, die een hoogte heeft 1487m.b.z.n. Na de grensovergang rijden we langs het Meer van Nicaragua en de Mombacho stratovulkaan naar Granada. Daar bevinden we ons vlak bij de Masaya schilvulkaan. Kaart 3. Het zuidwesten van Nicaragua met de steden Rivas, Granada, Masaya, het Meer van Nicaragua, het eiland Ometepe en de eilandengroep van Solentiname. Schaal 1 : 1.500.000. Foto 14. De Mombacho vulkaan. In 1570 is de zuidkant ineengestort en heeft er zich een grote aardverschuiving voorgedaan. Deze kant is sterk geërodeerde. Aan de noordkant is dit later ook gebeurt. Daarbij zijn grote brokken basaltisch gesteente in het meer van Nicaragua terecht zijn gekomen, de “Isletas”.
Aan de noordwest kant van de Mombacho Vulkaan werd een stop gemaakt bij een pyroclastische afzetting nader werd bekeken. Deze Holocene basaltisch – andesitische stratovulkaan domineert het landschap in de omgeving van Granada (1344m.b.z.n.) en ligt op één lijn met het centrale vulkanische bergland van Costa Rica, dat zich in Nicaragua voortzet. Na een lange reis vestigden wij ons in een goed hotel in prachtige stad Granada. De volgende dag werd de Masaya Vulkaan bezocht. Deze vulkaan is de enige actieve schildvulkaan van het centrale vulkanische gebergte van Nicaragua. Het massief is basaltisch en heeft slechts een hoogte van 635m.b.z.n. In feite gaat het hier om een uitgebreid complex vulkanisch gebied, dat uit een serie calderas en een zeer actieve krater bestaat. Het geheel is omringd door de grote Las Sierras caldera, die uit basaltisch gesteente is samengesteld. De Masaya caldera heeft zich 2500 jaar geleden gevormd door een enorme eruptie (8 km³) van basaltische ignimbrieten (Las Sierras ignimbrieten). In deze caldera hebben zich de basaltische
7
Masaya en Nindiri kegels ontwikkeld. De Masaya, Santiago, Nindiri en San Pedro kegels zijn pitkraters, die zich in opeenvolgende fases hebben gevormd. Foto 15. Uitzicht in zuidelijke richting naar de Ninidiri kegel, die deel uitmaakt van de Masaya caldera. De Santiago pitkrater stoot gassen (HCl, CO2, SO2) en waterdamp uit. Deze krater heeft een hoofden een binnenkrater, die 150 m diep is. Rechts een basalt plateau, waarachter zich de Nindiri pitkrater bevind en dat hexagonale basalt zuilen vertoont. Foto 16 en 17. Losse scherpe Aa lava en Pahoehoe lava op de Masaya vulkaan.
Tijdens het bezoek aan de vulkaan werden de verschillende typen lava, die op de hellingen werden aangetroffen, bestudeerd. Ook werd er een lavatunnel aan de zuidkant van het massief bezocht. De geologische ontwikkeling van Nicaragua heeft veel overeenkomst met die van Costa Rica. Het centraal Amerikaanse vulkanische bergland zet zich hier voort en doorkruist de noordwestzuidoost gerichte slenk, waarin het Meer van Nicaragua zich bevindt. Deze depressie wordt in het oosten begrensd door Tertiair vulkanisch gesteente en in het westen door sedimentaire gesteenten uit het Boven Krijt tot het Mioceen, die de kustvlakte van de Stille Oceaan vormen. Deze gesteenten wiggen in het noorden en noordoosten uit tegen de gesteenten van het Chortis Blok, dat deel uitmaakt van het oude Noord Amerikaanse continent. Gedurende het laat Tertiair en het Kwartair ontwikkelde zich door het optreden van de subductie, net als in Costa Rica, actief vulkanisme, dat tot het ontstaan van de bovengenoemde vulkanen leidde. De centrale slenk van Nicaragua loopt door tot aan de kustvlakte van de Atlantische zone in Costa Rica. Dag 12 en 13. De reis werd vervolgd van Granada naar het Ometepe eiland (Foto 18). Dit eiland bestaat uit twee Holocene stratovulkanen, de actieve Concepción (1610m.b.z.n.) en de uitgedoofde Maderas (1394m.b.z.n.). Deze zijn door een smalle strook land met elkaar verbonden. In de krater van de Maderas vulkaan heeft zich een meer gevormd. Deze vulkaan
8
wordt doorkruist door noord - zuid gerichte breuken, waarlangs spetter- en sintelkegels, lavadomes en maren zijn ontstaan. Foto 18. Ometepe eiland met links de Concepción en rechts de Maderas vulkaan.
De Concepción vulkaan heeft minstens 25 uitbarstingen in een periode van 125 jaar gehad. De laatste uitbarsting deed zich voor in maart 2010. De vulkaan vertoont aan de noordkant van de krater voortdurend fumarolen. De vulkaan is vooral gevaarlijk door de grote aantallen lahars, die er op haar hellingen voorkomen en die de dorpen bedreigen. Op Ometepe eiland werden petrogliefen bezichtigd. Het eiland zou ± 2000 voor Christus zijn bewoond door stammen, die uit Mexico afkomstig waren. Daarnaast werden er ook enkele ontsluitingen van pyroclastisch materiaal en laharstromen nader bekeken. In de middag van de 13de dag werd het gebied van Charco Verde aan de zuidoostkant van de Concepción vulkaan bezocht. Daar bevinden zich ook enkele calderaranden, die gedeeltelijk onder water doorlopen. He betreft een lagune, die met het meer verbonden is en dit keer niet toegankelijk was door de hoge waterstand. Dit natuurgebied is begroeid is met mangroven. Dag 14. De reis van Ometepe naar de eilandengroep van Solentiname werd per boot afgelegd (Kaart 2). We verblijven op San Fernando, een van de hoofdeilanden van deze groep, die ± 17km van de Costaricaanse grens liggen. De Solentiname archipel is resultaat van Kwartair vulkanisme. De gesteenten hebben hier een vergelijkbare petrologische samenstelling als die van de Mombacho, Concepción en Maderas vulkanen, nl. andesiet-basalt. Dag 15. De laatste dag van het programma en terugreis naar San José. Vanaf de eilanden werd er per boot naar San Carlos gereisd. Dit grensplaatsje ligt aan de monding van de Frío Rivier. Vlakbij ligt het begin van de San Juan Rivier, waardoor het Meer van Nicaragua afwatert naar de Caribische Zee. Er werd verder per boot tot Los Chiles gereisd en vervolgens per bus naar San José.
9
