Petra Würsten & Herma Vonder 5Hd & 5Ha Aardrijkskunde H.J. ter Harmsel 27 februari 2013
1
o Inleiding o Hypothese o Deelvraag 1: Wat is Yellowstone?
blz. 3 blz. 4 blz. 5-10
Locatie Yellowstone Vondst van de vulkaan onder Yellowstone Ontstaan van de vulkaan onder Yellowstone Huidige situatie Yellowstone
o Deelvraag 2: Wat zijn vulkanen en hoe ontstaan ze?
blz. 11-14
Soorten vulkanen Soort vulkaan Yellowstone
o Deelvraag 3: Hoe groot is de kans dat Yellowstone uitbarst? blz.15 Mening van deskundigen
o Deelvraag 4: Wat zijn de gevolgen van een uitbarsting? blz.16-18 Fysische gevolgen Demografische gevolgen Economische gevolgen
o Conclusie o Logboeken
blz. 19 blz. 20-22
2
Als onderwerp van ons profielwerkstuk hebben wij gekozen: Yellowstone.1 Yellowstone is een Nationaal Park waar een vulkaan (Yellowstonecaldera) onder zit. Wij hebben voor dit onderwerp gekozen omdat we het erg interessant vinden. Sowieso vinden we vulkanen altijd erg indrukwekkend om te zien, vanwege hun werking, onvoorspelbaarheid en een stukje mysterie wat er om vulkanen hangt. Toen we van het bestaan van deze vulkaan hoorden, was onze interesse gewekt omdat er een grote ophef over gemaakt wordt. Het is namelijk een supervulkaan, die, volgens sommige onderzoekers, binnen een tijdsbestek van enkele jaren kan uitbarsten. We zijn in aanraking gekomen met Yellowstone toen we met Aardrijkskunde in havo 4 een film over Yellowstone hebben gekeken. Die film heette: ‘Supervolcano’ en kwam uit in 2005. Op die film kon je zien wat de mogelijke gevolgen waren als de vulkaan onder Yellowstone uit zou barsten. Hoe groot de gevolgen eventueel kunnen zijn, lieten ze op de film zien volgens een ‘levend en ademend’ 3Dmodel waarbij ze telkens een hogere VEI (Vulkanische-explosiviteitsindex) in de computer invoerden en waarbij je bij elk groter getal wat je invoerde een grotere uitbarsting zag in het model. Toen we de film hadden gezien, vertelden we de mensen in onze omgeving erover, omdat het best veel indruk had gemaakt, maar we kwamen er vervolgens achter dat eigenlijk maar heel weinig mensen van het bestaan van Yellowstone afweten en dat ze geen flauw idee hebben wat er zo bijzonder aan is. De naam ‘Yellowstone’ is afkomstig van de Minnetaree-Sioux indianen. Zij gaven de rivier die door het National Park stroomt de naam Yellowstone. Vele mensen denken dat de naam Yellowstone afkomstig is naar het gele gesteente in de Yellowstone Canyon, zoals historicus Hiram M. Chittenden beweerde. Chittenden zag het als een vertaling van de Minnetaree-Sioux indiaanse uitdrukking “Mi tse a-da-zi”. Deze uitdrukking hebben Canadese handelaren in het Frans vertaald; zij noemden het Roche Jaune en Pierre Jaune. Daarna had een verkenner in dienst van de Spanjaarden de rivier beschreven als River Yellow Rock. Maar de eigenlijke naam zoals we die nu kennen is vertaald door David Thompson in Yellow Stone.2 Maar de naam Yellowstone komt niet van de Yellowstone Canyon. De MinnetareeSioux hebben de rivier Yellowstone benoemd naar de gele klei op de zandbanken. Deze zandbanken liggen in de buurt van de plaats waar de Yellowstone Rivier samenvloeit met de Missouri.3 Yellowstone rivier is een zijrivier van de Missouri.4 De hoofdvraag die we in dit profielwerkstuk gaan behandelen is: Welke effecten heeft een uitbarsting van de vulkaan onder Yellowstone? We hebben bij deze hoofdvraag de volgende deelvragen bedacht: Wat is Yellowstone? Wat zijn vulkanen en hoe ontstaan ze? Hoe groot is de kans dat de vulkaan onder Yellowstone uitbarst? Wat zijn de gevolgen van de uitbarsting? Door antwoorden op de deelvragen te zoeken hopen we de hoofdvraag te kunnen beantwoorden.
1
Internetsite: History of yellowstone as a placename http://www.yellowstone-online.com/history/yhtwo2.html (Geraadpleegd op 01-11-’12) 2 Internetsite: van Yellowstone up close and personal geschreven door: John William Uhler http://translate.google.nl/translate?hl=nl&langpair=en%7Cnl&u=http://www.yellowstone.co/name.htm&ei=ji8UNy-JoX80QXuioCACQ (Geraadpleegd op 03-12-2012) 3 Internetsite: van History of Yellowstone as a place name geschreven door: James S. Macdonald JR. http://www.yellowstone-online.com/history/yhtwo2.html (Geraadpleegd op 03-12-2012) 4 Internetsite: van Yellowstone National Park http://www.ontdekamerika.nl/amerika/nationaleparken/Wyoming/yellowstone/yellowstone.html (Geraadpleegd op 03-12-2012)
3
Een direct gevolg van een uitbarsting van de vulkaan is dat er een enorme aswolk komt. Een gevolg daarvan is dat een groot gedeelte van het vliegverkeer in de wereld platligt. Ook valt de economie in Amerika dan stil, waardoor er geen handel is tussen Amerika en de rest van de wereld. Daardoor zijn er in de rest van de wereld ook minder inkomsten en komt er een wereldwijde crisis. De waarde van het geld zakt, de koersen dalen en er is veel hulpverlening nodig vanuit andere continenten.
4
Locatie Yellowstone Yellowstone is een nationaal park in de Verenigde Staten. Het staat bekent om zijn talrijke hete bronnen, modderpoelen en geisers: een natuurlijke heetwaterbron die door aardwarmte verwarmd is en die op bepaalde tijden een mengsel van heet water en stoom de lucht in spuit. Yellowstone ligt in drie staten: Wyoming, en met kleinere gedeelten in Montana en Idaho. Het grootste gedeelte dat in Wyoming ligt bestaat uit bos. Hiervan is een gedeelte verwoest door een grote bosbrand in 1988. Ook leven er verschillende diersoorten zoals bizons, herten, verschillende beersoorten en wolvensoorten.5
Het park bevat meer dan 800 kilometer verharde wegen en meer dan 1600 kilometers aan wandelpaden. Het is zo immens groot, dat het onmogelijk is in één vakantie te bezichtigen.6Yellowstone heeft een oppervlakte van 8983 km², het is dan ook een van de grootste nationale parken in de Verenigde Staten. De gemiddelde hoogte in het park is 2440 meter. Yellowstone sluit in het zuiden aan op een andere beroemd nationaal park, die van Wyoming: de Grand Teton Nationaal Park.7 Sinds 1 maart 1872 bestaat het Yellowstone National Park. Daarmee is het de oudste natuurreservaat in de wereld. President Ulysses Grant richtte het park op in de tijd van de wereldwijde industriële revolutie. Toen ontstonden er fabrieken die stoomtreinen en dergelijke uitvonden. Hierdoor kwamen er vele slechte gassen in de atmosfeer. Daarom heeft 5
Internetsite: Van Wikipedia, Yellowstone National Park, http://nl.wikipedia.org/wiki/Yellowstone_National_Park , (Geraadpleegd op 24-09-1012) 6 Boek: P. Brill en J.Groen. Amerika van A tot Z, p. 311 7 Internetsite: Van Wikipedia, Yellowstone National Park, http://nl.wikipedia.org/wiki/Yellowstone_National_Park, (Geraadpleegd op 24-09-1012)
5
president Ulysses Grant het park op basis van ecologische overwegingen opgericht.8 In 1978 werd het park op de Werelderfgoedlijst van UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) geplaatst. In deze lijst staan onroerende goederen die een uitzonderlijke en een algemene nartuur- en/of cultuurwaarde bevatten. Deze wil UNESCO beschermen.
8
Internetsite: Van Wikipedia, Ecologie, http://nl.wikipedia.org/wiki/Ecologie (Geraadpleegd op 11-10-‘12)
6
Vondst vulkaan onder Yellowstone Een paleontoloog, iemand die fossielen bestudeert, ontdekte in 1971 bij toeval de fossiele beenderen van een grote kudde dieren in Nebraska. Deze overblijfselen werden gedateerd op 10 miljoen jaar geleden. Uit onderzoek bleek dat de dieren in de volle fleur van hun leven waren. Hieruit werd geconcludeerd dat een natuurlijk verschijnsel de oorzaak was geweest voor hun collectieve dood. Wel waren alle beenderen aangetast door een ziekte. Bij nader onderzoek werd dit geassocieerd met vulkanische as. Dit was vreemd want het gebied waar de beenderen werden gevonden is echter niet vulkanisch. En in de onmiddellijke omgeving kende men geen enkele vulkaan. Normaal spuwt een vulkaam bij een uitbarsting lava en as, die bij hevige uitbarstingen wel tot een paar honderd kilometer verder verspreid kan worden. Bij verder onderzoek kwamen ze er achter dat de enige vulkanische uitbarsting rond dat tijdstip Bruno Drawbridge was. Deze lag in noord-Idaho. Dat is ongeveer 1.600 kilometer verwijderd van de plek waar de beenderen gevonden werden. De Bruno Drawbridge uitbarsting werd verder onderzocht door stalen van de bodem en de as met heel Amerika te vergelijken. Hieruit bleek dat bij deze uitbarsting zowat de helft van Amerika was bedekt met gemiddeld twee meter as! Men had nog nooit zo’n hevige vulkaanuitbarsting waargenomen. De uitbarsting was honderden keren sterker dan een gemiddelde vulkaanuitbarsting. Een naam voor het nieuwe fenomeen was niet moeilijk te bedenken: een Supervulkaan.9 De grootte van de vulkaan werd pas duidelijk toen er voor het eerst satellietopnamen van het gebied Yellowstone werden gemaakt. Op de satellietfoto’s werden de immense contouren zichtbaar. De opvallende steile wanden bleken met elkaar in verband te staan, ze bleken immense kraterranden te zijn. De rest was door de jaren heen door erosie verdwenen. Deze caldera heeft een doorsnee van 65 kilometer.10 Het halve park is eigenlijk vulkaankrater. Na intensief bodemonderzoek kwam het “monster” in beeld. Er is op ongeveer 5 kilometer onder de grond gesmolten steen te vinden. De eigenlijke magmazee bevindt zich op ongeveer 10 tot 15 kilometer diep. De doorsnee hiervan wordt geschat op 15.000 kubieke kilometer.11 9
Internetsite: A Super Volcano is growing in Yellowstone, WY, http://www.viewamerica.net/art/ensupervolcano.html (Geraadpleegd op 28-12-‘12) 10 Internetsite: Wikipedia, Caldera (geografie), http://nl.wikipedia.org/wiki/Caldera_(geografie) (Geraadpleegd op 04-01-’13) 11 Internetsite: Corno van den Berg, Achtergronden, http://www.droomplekken.nl/noordamerika/verenigde_staten/yellowstone/achtergronden.html (Geraadpleegd op 04-01-’13)
7
12
13
12
Internetsite: National Geographic Society, When Yellowstone Explodes, http://ngm.nationalgeographic.com/2009/08/yellowstone/yellowstone-interactive (Geraadpleegd op 04-01-’13) 13 Internetsite: National Geographic Society, Under Yellowstone, Magma Pocket 20% Larger Than Thought, http://news.nationalgeographic.com/news/2009/12/091215-yellowstone-volcano-magma-plume-larger/
8
Ontstaan van vulkaan onder Yellowstone De vulkaan onder Yellow Stone is een caldera. Yellowstone is een caldera van 65 km doorsnede.14 Een caldera is een grote komvormige krater die gevormd is door vulkanische activiteit. Caldera’s ontstaan wanneer pyroclastisch materiaal (gesteente dat is gevormd uit materiaal dat tijdens vulkaanuitbarstingen wordt uitgeblazen) door een vulkaan worden uitgestoten waardoor het dak van de magma kamer niet meer ondersteund wordt. Het dak zakt hierdoor en komt terecht in de magmakamer. Dit gebeurt vaak bij een vulkaan niet bijna uitgedoofd is. Als de spanning in de vulkaan dan nog een keer stijgt kunnen er twee dingen gebeuren. Het eerste is dat er een nieuwe vulkaan bovenop de caldera vormt. Het tweede is dat de top van de vulkaan in een nieuwe uitbarsting eraf wordt geblazen. Het is niet duidelijk door welke van de 2 dingen de Yellowstonecaldera is ontstaan. Deze Yellowstone caldera is een ingezakte hotspot.15 Een hotspot is een plek waar vulkanisme voorkomt, terwijl er geen verband is met de plaattektoniek. Een hotspot ontstaat als gevolg van een hogere warmtestroom boven plekken waar opwaartse stroming in de mantel plaatsvindt. Doordat de plaat boven de warmtestromen beweegt, kunnen er een hele rij hotspots naast elkaar ontstaan, omdat de magmakamer dus op dezelfde plek blijft bevinden.
Huidige situatie Yellowstone De vulkaan onder Yellowstone is nog steeds actief. Dat kun je weten omdat er van tijd tot tijd nog steeds aardbevingen zijn. Die aardbevingen ontstaan door de beweging van magma diep in de ondergrond. Door de aardbevingen kan de hitte snel naar het oppervlak reizen, ook al vinden bevingen op kilometers diepte plaats. Die hitte verwarmt de bodem. Met de hitte komt ook CO2 mee naar boven, wat een bijproduct van vulkanische activiteit is.16 De bron van de aardbevingen is waarschijnlijk het gas CO2 zelf. Het gas CO2 verhoogt het aantal aardbevingen met een van magma-afgeleide vloeistof. Door de lekkage van het gas CO2 verandert de druk in de ondergrond, waardoor breuklijnen los kunnen schieten, oftewel aardbevingen veroorzaken. Om de mogelijkheid van een eventuele uitbarsting te kunnen onderzoeken kun je de
14
Internetsite: Caldera http://nl.wikipedia.org/wiki/Caldera_(geografie) (Geraadpleegd op 06-10-’12) Internetsite: Hotspot http://nl.wikipedia.org/wiki/Hotspot_(geologie) (Geraadpleegd op 11-10-’12) 16 Internetsite: Yellowstone bevingen opgeslagen in bomen http://www.kennislink.nl/publicaties/yellowstonebevingen-opgeslagen-in-bomen (Geraadpleegd op 06-10-’12) 15
9
Yellowstone Caldera verdelen in 3 zones17. De eerste zone is de meest waarschijnlijke zone waar hernieuwde activiteit kan komen. In deze zone zouden omvangrijke uitbarstingen kunnen voorkomen. De tweede zone tussen de Norris Geyser Basin en de Mammoth. Hier kunnen uitbarstingen voorkomen die door water zijn aangedreven. De derde zone is een kleine breukzone aan de oostzijde van de caldera. Hier kunnen basaltuitbarstingen optreden. Basalt is een vulkanisch stollingsgesteente dat wordt gevormd door de stolling van lava.18 Omdat de stolling van basalt aan het oppervlak plaatsvindt, kan je basalt omschrijven als een uitvloeiinggesteente, wat betekent dat het gesteente als het aan het oppervlak komt zo snel hard wordt, dat de kristallen in dat gesteente geen tijd hebben om erg hard te groeien, waardoor de kristallen relatief klein blijven. Als gevolg van de grote snelheid van het stollen, is basalt zwart. Dat komt omdat er geen tijd is voor de mineralen om elkaar op te zoeken en hierdoor meerdere kleuren te vormen.19 Op dit moment zwelt de kraterbodem van de vulkaan onder Yellow Stone op.20 Tussen 2004 en eind 2006 was de stijging 7 centimeter per jaar, wat de snelste stijging ooit is. Deze stijging is het gevolg van het opvullen van de magmakamer onder Yellow Stone. Berekeningen tonen aan dat deze versnelde stijging veroorzaakt wordt door een massa van gesmolten gesteente. Dit gesteente zou in de magmakamer beland kunnen zijn en heeft als gevolg dat er aardbevingen komen. Dat de vulkaan niet slaapt maar actief is, kan je weten doordat er nieuwe scheuren zijn ontstaan rond Norris Bassin, waaruit kokend heet water omhoog komt en dampen opstijgen. De Steamboat Geyser is na 9 jaar inactief te zijn geweest, weer actief geworden een aantal jaar geleden. Ook zijn bij de noordelijke kraterrand voetpaden afgesloten omdat het daar te gevaarlijk is om te lopen.
17
Internetsite: The future at Yellowstone caldera http://www.wired.com/wiredscience/2012/09/the-future-atyellowstone-caldera/ (Geraadpleegd op 26-10-’12) 18 Internetsite: Basalt http://nl.wikipedia.org/wiki/Basalt_(gesteente) (Geraadpleegd op 01-11-’12) 19 Internetsite: Stollingsgesteenten http://wetenschap.infonu.nl/diversen/25419-stollingsgesteenten.html (Geraadpleegd op 26-02-’13) 20 Internetsite: Supervulkaan Yellowstone http://leftbehind.punt.nl/index.php?r=1&id=382925&tbl_archief=1 (Geraadpleegd op 25-10-’12 en 27-12-’12)
10
Soorten vulkanen Vulkanisme zijn verschijnselen waarbij magma aan het oppervlak komt. Dit komt in verschillende vormen voor. De meeste vulkaanuitbarstingen komen voor bij breuken tussen verschillende aardplaten doordat ze uit elkaar drijven (divergentie), of tegen elkaar botsen (convergentie). Er zijn verschillende soorten vulkanen: o Stratovulkaan o Schildvulkaan o Spleetvulkaan Stratovulkaan (samengestelde vulkaan) Dit is de meest voorkomende soort vulkaan op aarde. Een stratovulkaan is opgebouwd uit gestold lava. Lava is gesteente in vloeibare vorm. Het wordt lava genoemd nadat het magma het aardoppervlak of de zeebodem bereikt heeft.21 Het lava van een stratovulkaan wordt afgewisseld met lagen pyroclastisch materiaal, ook wel tefra genoemd. Tefra is een verzamelnaam voor al het materiaal dat tijdens een vulkaanuitbarsting uit de lucht naar beneden valt.22 Bij een stratovulkaan is het magma een dikke, stroperige vloeistof. Dit komt omdat de samenstelling van het magma is beïnvloed door het afsmelten van een subducerende plaat. Bij subductie duikt een oceanische plaat onder een oceanische- of continentale plaat waar het vervolgens in aardmantel afbreekt en smelt. Dit nieuwe verse magma zit vol gassen en stijgt op om vervolgens door de bovenliggende oceanische- of continentale korst te branden. Dit gebeurt wanneer in de magmakamer de druk te hoog is geworden en explodeert. Bij een uitbarsting worden as en vulkanische gassen met een grote snelheid de lucht ingespoten waarna het as en de stenen weer als regen terug vallen op de aarde. Het lava komt eruit er koelt snel af omdat het zo dik en stroperig is. Hierdoor komt het lava direct naast de vulkaan te liggen. Hierdoor ontstaan er een hoge berg met steile hellingen. Vaak hebben stratovulkanen meerdere vertakkingen waaruit adventiekraters (kraters op de helling van een vulkaan) kunnen ontstaan, wanneer de magma moeite heeft de krater te bereiken. Stratovulkanen ontstaan langs convergente plaatgrenzen waar subductie optreed. Schildvulkaan Een schildvulkaan heeft vlakke hellingen. Dit komt omdat het magma van deze vulkaan puur magma is. Er zitten niet allerlei gassen in van een gesmolten oceaanplaat zoals bij de stratovulkaan. Het magma van een schildvulkaan is daarom ook dun. Hierdoor kan het magma makkelijk door spleten naar het aardoppervlak doordringen en de verstopping in de kraterpijp aanvreten. Daarna vloeit het lava ver uit omdat het dun, heet een langzaam afkoelt. Het vulkanisch materiaal hoopt zich dus niet telkens vlakbij de krater op. Bij een eruptie komt zelden een ontploffing voor. Alleen wanneer er in de magmakamer de druk te hoog is opgelopen, kan een lavafontein ontstaan. Ook wordt er bijna geen as uitgestoten. Schildvulkanen komen voor bij divergente breuken en bij de zogeheten hotspots. Spleetvulkaan Een spleetvulkaan ontstaat bij divergente plaatgrenzen. Wanneer deze platen uit elkaar drijven ontstaat er een ruimte waar zich geen aardkorst bevindt. Deze spleet kan een paar meter breed 21 22
Internetsite: Wikipedia, Lava, http://nl.wikipedia.org/wiki/Lava (Geraadpleegd op 11-01-’13) Internetsite: Wikipedia, Tefra, http://nl.wikipedia.org/wiki/Tefra (Geraadpleegd op 11-01-’13)
11
zijn en kan enkele kilometers lang zijn. Uit zo’n spleet vloeit magma zonder veel weerstand tot aan het aardoppervlak om de spleet dicht te maken.23 Omdat de meeste divergente plaatgrenzen zich onder het aardoppervlak bevinden, komt een spleetvulkaan het meest voor bij oceaanruggen: een grote onderzeese bergketen.24
Alle vulkanen kunnen zich ook nog in een bepaalde status bevinden, namelijk: slapend, actief of dood. Slapende vulkaan Een slapende vulkaan is een vulkaan dat op dit moment niet actief is, maar dat in de toekomst wel weer kan worden. Vaak wordt het een slapende vulkaan genoemd als de magmakamer leeg is, maar wel weer gevuld kan worden. Het is moeilijk te bepalen wanneer het een slapende vulkaan of een actieve vulkaan is. Er zijn namelijk geen universele regels die kunnen aangeven hoelang een vulkaan in rust moet zijn om niet langer als een actieve vulkaan genoemd wordt. Dit komt mede door de zeer variabele “levensduur” van vulkanen. Die kunnen namelijk van een paar maanden tot wel miljoenen jaren duren.25
Actieve vulkaan
23
Internetsite: Wikipedia, Spleetvormig eruptiekanaal, http://nl.wikipedia.org/wiki/Mid-oceanische_rug (Geraadpleegd op 11-01-’13) 24 Internetsite: Soorten vulkanen, http://www.vulkanisme.nl/soorten-vulkanen.php (Geraadpleegd op 11-01-’13) 25 Internetsite: Wikipedia, Slapende vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Slapende_vulkaan (Geraadpleegd op 11-01-’13)
12
Bij een actieve vulkaan komen regelmatig uitbarstingen voor. Deze beschrijving is zeer ruim omdat regelmatige uitbarstingen in dit geval sterk verschilt door de variabele levensduur van vulkanen. Er zijn op dit moment meer dan 1300 vulkanen over de hele wereld die als actief worden beschouwd. Vaak wordt een vulkaan actief genoemd als ze regelmatig gassen spuwen in de atmosfeer, maar er geen daadwerkelijke eruptie plaatsvindt. Bij een actieve vulkaan is de magmakamer vaak vol.26 Dode vulkaan Een dode vulkaan is een vulkaan waarvan wetenschappers hebben vastgesteld dat de kans op een nieuwe eruptie heel klein of zelfs zeker niet meer komt. Bij dode vulkanen is de aardkorst in de loop van tijd dusdanig dichtgegroeid dat er geen magma meer doorheen kan komen. De magmakamer is leeg, en vul ook niet meer bij. Ook bij een dode vulkaan geldt dat het moeilijk vast te stellen is wanneer een vulkaan een dode vulkaan is. Vulkanen die in een zeer lange periode van rust verkering kunnen gemakkelijk voor “dood” gehouden worden. Maar sommige vulkanen barsten maar eens in de zoveel miljoen jaar uit, zoals een supervulkaan.27 Onder welke soort vulkaan valt Yellowstone? De vulkaan onder Yellowstone wordt ook wel een supervulkaan28 genoemd. Bij een gewone vulkaan komt het magma via een ‘schoorsteen’ omhoog naar de oppervlakte en stroomt het lava uit de krater, waarna er geleidelijk de typische figuur van een vulkaan gevormd wordt. Ook wordt daarbij as weggeslingerd door de gassen uit het magma, die in de lucht ontsnappen. Bij een supervulkaan daarentegen wordt het magma wel naar de oppervlakte geduwd via een soort ‘schoorsteen’, maar verzamelt het zich halverwege in een magmakamer, die diep onder de oppervlakte ligt. Deze magmakamer raakt steeds voller door vloeibaar magma en hete gassen. Op een gegeven moment komt de magmakamer zo erg onder druk te staan en wordt de kilometers dikke aardlaag erboven omhoog geduwd. Vervolgens komt er een breuk in de aardlaag en wordt heel de inhoud van de magmakamer explosief naar buiten gespoten. Na de uitbarsting is er vaak geen berg meer te zien, maar juist een caldera omdat dan het dak van de lege magmakamer inzakt onder het gewicht van de uitgespoten lava. Dat Yellowstone een supervulkaan is, hebben wetenschappers ontdekt naar aanleiding van een onderzoek waarbij ze metingen hebben verricht. Ze ontdekten dat één zijkant van het 26
Internetsite: Wikipedia, Actieve vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Actieve_vulkaan (Geraadpleegd op 1101-‘13) 27 Internetsite: Wikipedia, Dode vulkaan, http://nl.wikipedia.org/wiki/Dode_vulkaan (Geraadpleegd op 11-01‘13) 28 Internetsite: Supervulcano http://www.mydreamvillainflorida.be/art/nl-supervolcano.html (Geraadpleegd op 21-09-’12 en 28-12-’12)
13
meer in Yellowstone National Park 74 centimeter naar boven was geduwd, waardoor er nieuwe gedeelten van het park onder water werden gezet. Omdat dit een aanwijzing kon zijn dat er zich een nieuwe magmakamer vormde, gingen ze op zoek naar de Caldera die na een eerdere uitbarsting gevormd moest zijn. Pas na verloop van tijd ontdekten de wetenschappers dat de inzakking in de magmakamer 70 kilometer lang en 30 kilometer breed was, wat de reden was dat ze er pas zo laat achter kwamen dat zich daar een Caldera bevond. De wetenschappers hebben sporen van maar liefst totale grootte was van het National Park. Dit was de oorzaak voor het feit dat men er nooit eerder ast drie superuitbarstingen gevonden. Volgens hen schijnen deze uitbarstingen met tussenpozen van 600.000 tot 800.000 jaar gekomen te zijn. De meest recente uitbarsting is ongeveer 600.000 jaar geleden volgens hen. Ook schijnt vroeger dankzij één van die uitbarstingen bijna alle menselijke leven was uitgeroeid. Vervolgens werd ook de nieuwe magmakamer ontdekt. De omvang van deze magmakamer is 50 kilometer lang, 22 kilometer breed en 10 kilometer hoog.29
29
Internetsite: Supervulcano http://www.mydreamvillainflorida.be/art/nl-supervolcano.html (geraadpleegd op 21-02-’13)
14
Mening van deskundigen USGS, U.S. Geological Survey, zeggen dat er geen bewijs is dat een catastrofe uitbarsting dreigt in Yellowstone, en zijn onwaarschijnlijk in de komende eeuwen. Wetenschappers hebben ook geen aanwijzingen gevonden voor dreigende kleinere vulkanische uitbarstingen.30 Toekomstige vulkaanuitbarstingen zullen plaatsvinden in de omgeving van of in Yellowstone. Redenen daarvoor zijn dat het gebied een lange vulkanische geschiedenis heeft en omdat er op dit moment heet gesmolten gesteente onder de caldera zit. Yellowstone is onderzocht op tekenen van vulkanische activiteit door YVO: wetenschappers die aardbevingen detecteren met behulp van seismagrafen en GPS (Global Positioning System) voor bewegingen in de grond. YVO heeft geen tekenen gevonden die aanwijzen dat er snel een uitbarsting komt.31 Het voorspellen van een vulkaanuitbarsting is echter aanzienlijk gevorderd in de afgelopen 25 jaar. De meeste wetenschappers denken dat de opbouw voorafgaand aan een catastrofe uitbarsting instrumenteel waarneembaar is enkele weken en misschien maanden tot wel jaren voor de uitbarsting. Endogene processen voorafgaand aan vulkaanuitbarstingen zijn sterke aardbeving zwermen en snelle grondvervorming een paar dagen tot weken voor een daadwerkelijke uitbarsting. Wetenschappers van het Yellowstone Volcano Observation (YVO) houden dergelijke gebeurtenissen nauwlettend in de gaten in regio van Yellowstone. Zij verwachten dat zulke endogene processen zich op verschillende plekken laten zien in de Yellowstone vulkaan. Zoals bij vele caldera systemen over de hele wereld zijn kleine aardbevingen, verhoging en verzakking van de grond en gasontsnappingen alledaagse evenementen in Yellowstone. Deze verschijnselen weerspiegelen niet dat er snel een uitbarsting komt.32 Ze laten wel zien dat het een actieve vulkaan is. Wetenschapper Doctor Guilherme Gualda, van Vanderbilt University in Nashville, Tennessee, zei: ‘Our study suggests that when these exceptionally large magma pools form they are ephemeral and cannot exist very long without erupting.’ Geologen dachten namelijk eerst dat het 100.000 tot 200.000 jaar duurde voordat er genoeg druk in de magmakamer was voor een uitbarsting van een supervulkaan. Maar de nieuwe leer van wetenschapper Guilgerme laat zien dat het maar een paar duizend jaar, of zelfs maar een paar honderd jaar duurt voordat er genoeg druk is. wetenschapper Guilherme vindt het nogal zorgelijk. Hij zei dat regio’s zoals Yellowstone voordurend gecontroleerd en onderzocht moesten worden, om waarschuwingen te kunnen geven voor catastrofale supereruptie.33
30
Internetsite: USGS, Questions About Supervolcanoes, http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_49.html (Geraadpleegd op 19-01-’13) 31 Internetsite: USGS, When will Yellowstone erupt again, http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_50.html (Geraadpleegd op 19-01-’13) 32 Internetsite: USGS, Questions About Supervolcanoes, http://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/yellowstone_sub_page_49.html (Geraadpleegd op 19-01-’13) 33 Internetsite: Daily Mail, Supervolcanoes with power to 'destroy civilisation' explode far more rapidly than scientists had believed - and one could be bubbling under U.S. right now, http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2152278/Supervolcanoes-power-destroy-civilisation-explode-farrapidly-scientists-believed--bubbling-U-S-right-now.html#comments
15
Fysische gevolgen Het grootste gevaar bij een uitbarsting van Yellowstone is de grote hoeveelheid as die de ruimte ingestoten wordt. Als Yellowstone alle magma die hij in zich heeft uitstoot, dan zal bijna heel de VS onder een enorme dikke laag as liggen.34 Dat zou dan een beetje vergelijkbaar zijn met wat er in Pompeii is gebeurd, maar met als voordeel dat er tegenwoordig met de nieuwe technologie de opbouw, die voorafgaat aan een dergelijke grote ramp, weken of maanden voor de uitbarsting kan worden gemeten. Als een deel of het geheel van een continent bedekt is met een dikke laag as, kan het jarenlang, mogelijk zelfs tientallen jaren duren voordat de as is weg geërodeerd en de natuurlijke vegetatie zich kan herstellen. Een gevolg van de uitstoot van de grote hoeveelheid as voor de hele wereld is een temperatuurverandering.35 Normaal gesproken is het zo dat een temperatuurverandering als gevolg van vulkanisme alleen voorkomt als de bewuste vulkaan in de tropen staat. Dat komt omdat het stof van vulkaanuitbarstingen in de tropen door de luchtstromingen verder omhoog wordt gebracht, tot in de stratosfeer, en over de hele wereld wordt verspreid. Een te noemen voorbeeld hiervan is de uitbarsting van de Tambora in Indonesië in april 1815. Bij deze uitbarsting werd het as tot 40 kilometer hoog de atmosfeer ingestoten. Als gevolg hiervan staat het jaar daarna, 1816, bekend als ‘het jaar zonder zomer’, met zomertemperaturen in Europa en Noord-Amerika die ver onder normaal lagen.36 Zowel in Europa als in de Verenigde Staten kwam hevige sneeuwval voor in die zomer. Toch zorgt een vulkaanuitbarsting in de tropen niet alleen voor temperatuurdaling, maar ook voor stijging van de temperatuur in West-Europa in de winter. De winter is daar dan milder, met een minder koude oostenwind als gewoonlijk. Het stof van vulkaanuitbarstingen buiten de tropen waait naar beneden en verdwijnt daarna snel weer. Hierdoor komt het dat de uitbarsting van de Eyjafjalljökull in IJsland in 2010, de stratosfeer niet bereikte en het dus geen invloed had op de temperatuur op aarde of in Europa. Toch ligt Yellowstone ook niet in de tropen. De grote vraag is dan dus: Hoe kan het dat er bij een eventuele komende uitbarsting van Yellowstone toch gevreesd wordt voor een 34
Internetsite: Uitstoot van as http://www.huffingtonpost.com/2012/08/07/pompeii-supervolcano-supervolcano-doomsday_n_1751840.html (Geraadpleegd op 26-01-’13) 35 Internetsite: Klimaateffecten van vulkaanuitbarstingen http://www.knmi.nl/cms/content/79812/klimaateffecten_van_vulkaanuitbarstingen (Geraadpleegd op 26-01-’13) 36 Internetsite: Jaar zonder zomer http://nl.wikipedia.org/wiki/Jaar_zonder_zomer (Geraadpleegd op 26-01-’13)
16
klimaatverandering? De oorzaak hiervan ligt bij het feit dat Yellowstone een supervulkaan is. Als bij deze vulkaan de magmakamer helemaal gevuld is met lava die al het lava uitstoot, zorgt dat voor zoveel stof dat het de stratosfeer, vanaf 10/15 km tot 45 km hoogte, bereikt, waardoor een langdurig koelend effect wordt veroorzaakt. De stratosfeer bestaat onder andere uit een grote hoeveelheid ozon, wat, voor mens en dier, schadelijke ultraviolette straling filtert. Als het stof van een vulkaanuitbarsting eenmaal de stratosfeer heeft bereikt, transporteert de Brewer-Dobson circulatie het vulkaanstof langzaam door de hele stratosfeer waarbij het stof zich over de hele wereld kan verspreiden. De Brewer-Dobson circulatie is een ander woord voor stratosferische circulatie, wat zich kenmerkt door transport van lucht vanuit de tropen richting de polen. Dit transport is echter heel erg langzaam. Het duurt ongeveer vijf jaar voordat de lucht vanuit de tropen in de buurt van de polen terecht komt. Omdat het zo lang duurt voordat het vulkaanstof weer uit de stratosfeer verdwijnt, kan het gedurende een lange tijd in de hele wereld een beetje zonlicht reflecteren. Door die reflectie daalt de temperatuur op aarde, omdat nu niet al het zonlicht meer op de aarde terechtkomt en van daaruit weer wordt teruggekaatst. Wetenschappers zijn het oneens met elkaar in hoeverre de temperaturen zakken bij een uitbarsting van supervulkaan Yellowstone, maar er zijn wetenschappers die vermoeden dat een uitbarsting het begin van een nieuwe IJstijd zal zijn. Ook zijn er wetenschappers die beweren dat een uitbarsting het begin zal zijn van het einde van al het leven dat er is op de aarde.37
Demografische gevolgen Bij een grote vulkaanuitbarsting komen er veel mensen om door het brandende lava dat zich een weg baant door de natuur, door de hete aswolken die met orkaansnelheden op steden en dorpen afrazen en door de door de lucht schietende stukken puin. De, in het stukje hierboven staande, fysische gevolgen hebben ook weer gevolgen. De grote laag as die een gedeelte of het geheel van de Verenigde Staten zal bedekken zal zorgen voor mislukte oogsten.38 Dat komt doordat er na de dikke laag gloedheet as de natuur totaal vernietigd zal zijn. De flora en fauna zullen dan ernstig aangetast worden, ook door het weinige licht dat de aarde bereikt door al het as dat zich in de stratosfeer bevindt en wat weinig tot geen zonlicht doorlaat. Als gevolg van de mislukte oogsten zullen er hongersnoden ontstaan. Door al die asdeeltjes in de lucht kan er geen hulp worden geboden aan de mensen die honger lijden. Dit heeft als gevolg dat er veel mensen zullen overlijden door honger en ziekte. Dat komt dan nog bovenop de 90% van de mensen, die in een straal van 1000 kilometer van Yellowstone wonen, die slachtoffer zullen worden. 39 Ook door de wereldwijde temperatuursdaling zullen er vermoedelijk in heel de wereld mislukte oogsten zijn, doordat de temperatuur dan in de zomer zelfs mogelijk in de buurt van of zelfs onder het vriespunt kan komen, waardoor de gewassen bevriezen. Hierdoor kunnen er in de hele wereld hongersnoden zijn, ook al komt er geen as aan te pas. Een andere reden voor mislukte oogsten heeft te maken met een gevolg van vulkaanuitbarstingen op de lange termijn. Na een uitbarsting van een vulkaan kan er een caldera ontstaan. Het proces hiervan staat eerder in dit werkstuk beschreven. Het komt vaak voor dat een caldera wordt gevuld met water dankzij neerslag, wat een kratermeer wordt 37
Internetsite: Hoe gevaarlijk is een supervulkaan http://wetenschap.infonu.nl/natuurverschijnselen/70315-hoegevaarlijk-is-een-supervulkaan.html (Geraadpleegd op 26-01-’13) 38 Internetsite: Tambora http://nl.wikipedia.org/wiki/Tambora_(vulkaan) (Geraadpleegd op 26-01-’13) 39 Internetsite: BBC, Supervolcano The world's biggest bang, http://www.bbc.co.uk/sn/tvradio/programmes/supervolcano/article2.shtml (Geraadpleegd op 26-02-’13)
17
genoemd. Dit kratermeer kan soms verzuren door de grote productie van gas door de vulkaan, ook al slaapt hij.40 Uit het gas komen grote hoeveelheden zwavel, chloor en fluor in het water. Hierdoor ontstaat extreem zuur water met een pH van maximaal één. Doordat dit water zeer agressief is en gesteente wegvreet, kan een kratermeer gaan lekken. Het water kan dan mogelijk via een rivier uit het meer wegstromen. Het wordt pas echt een groot probleem als de bevolking in het gebied de grond gebruiken voor de productie van gewassen. Hierdoor worden de gewassen aangetast en ontstaat er een ramp voor het milieu, de boeren en de economie. In feite kan dit een geleidelijke vergiftiging van de omgeving genoemd worden. Economische gevolgen Een gevolg van de mislukte oogsten is dat er een voedseltekort ontstaat en als er veel vraag is naar een product en weinig aanbod ervan, gaat de prijs omhoog. Dus de producten werden veel duurder, wat weer de oorzaak kan zijn voor veel relletjes en plunderingen omdat men de nu zoveel duurdere producten niet meer kan betalen. Dat zie je ook in na de uitbarsting van de Tambora in 1816, want in juni 1817 was de gemiddelde prijs van geliefde voedingswaren ongeveer tweeënhalf keer zo hoog als dezelfde voedingswaren in 1815.41 Ook blijft er veel as voor een lange tijd in de lucht, waardoor er geen vliegverkeer mogelijkis . Veel vliegtuigmaatschappijen zullen grote verliezen draaien.42 Ook de wegen zullen vernietigd worden of onder het as komen te liggen. Hierdoor is er geen transport mogelijk van goederen. Veel bedrijven zullen grote verliezen oplopen. Zowel nationaal als internationaal. Het voedsel dat bijvoorbeeld met het vliegtuig geëxporteerd zou moeten worden. De winkels in het buitenland zullen hierdoor ook grote verliezen hebben. Waarschijnlijk zal de Verenigde Staten haar status verliezen. De schade zal waarschijnlijk te groot zijn, want heel het land ligt ongeveer onder het as, maar ook alle gebouwen, infrastructuur etc. zal opnieuw opgebouwd moeten worden. De schade zal in de honderden miljarden lopen.
40
Internetsite: Supervulkanen bedreigen de aarde http://www.kennislink.nl/publicaties/supervulkanenbedreigen-de-aarde (Geraadpleegd op 26-01-’13) 41 Internetsite: Jaar zonder zomer http://nl.wikipedia.org/wiki/Jaar_zonder_zomer (Geraadpleegd 26-01-’13) 42 Internetsite: De Ondernemer, Vulkaan raakt economie, http://www.deondernemer.nl/economie/472003/Vulkaan-raakt-economie.html (Geraadpleegd op 26-02-’13)
18
In de conclusie willen we antwoord geven op de hoofdvraag. De hoofdvraag luidt: Welke effecten heeft een uitbarsting van de vulkaan Yellowstone? De effecten zijn moeilijk te voorspellen, maar dat de effecten groot zijn is niet zo moeilijk te bedenken, omdat Yellowstone tot het soort ‘supervulkanen’ behoort. Een belangrijk fysisch effect in de nabije omgeving van de vulkaan Yellowstone is de uitstoot van as in de ruimte. Dat kan op wereldwijde schaal zorgen voor een temperatuurdaling, een klimaatverandering of zelfs een vulkanische winter. Dat komt omdat de as in de stratosfeer komt, waardoor het zonlicht wordt gereflecteerd en de warmte van de zon dus niet op aarde terechtkomt. Dit fysische effect heeft weer een demografisch gevolg. Dat is namelijk dat er door die daling van de temperatuur op wereldwijde schaal oogsten kunnen mislukken. Als gevolg van deze mislukte oogsten ontstaat er een voedseltekort, wat dus ook op wereldwijde schaal is. Hierdoor stijgen de prijzen omdat er bij veel vraag en weinig aanbod een extreme prijsstijging plaatsvindt. Dit heeft dan weer als gevolg dat er nog meer honger komt, omdat de mensen die al verlies draaien door die mislukte oogsten, ook nog eens meer moeten betalen voor hun benodigde producten. Het moment dat het leven voor deze mensen weer wordt zoals voorheen, is wanneer de as uit de stratosfeer weg begint te trekken. Helaas gaat het wegtrekken van de as uit de stratosfeer heel langzaam, waardoor het jaren kan duren voordat het leven voor de mensen wereldwijd weer normaal wordt. In de hypothese hebben we gezegd dat een uitbarsting van Yellowstone de val van Amerika zou kunnen veroorzaken. Dat hebben we juist ingezien, maar we hebben nog lang niet alle gevolgen gezien, zoals een wereldwijde temperatuurdaling, klimaatverandering of zelfs een vulkanische winter. Eigenlijk hadden we alleen maar gedacht aan economische gevolgen en niet echt verder gedacht. We kunnen dus zeggen dat we al op de juiste weg waren, maar nog niet alles volledig hadden overzien, maar daardoor was het maken van dit profielwerkstuk juist ook erg interessant omdat je telkens weer verrassende dingen tegenkwam!
19
Petra Datum
Tijd
Plaats
Werkzaamheden
13-09
150 min
School
21-09
50 min
School
24-09
50 min
School
6-10 11-10
120 min 50 min
Thuis School
25-10 26-10
120 min 420 min
Thuis Thuis
01-11
50 min
School
27-12
420 min
Thuis
28-12 26-01 30-01
420 min 420 min 120 min
Thuis Thuis Thuis
21-02
60 min
Thuis
22-02
120 min
Thuis
26-02
240 min
Thuis
Hoofdvraag + deelvragen maken Ingelezen in onderwerp Begonnen met deelvraag 1 Deelvraag 1 Deelvraag 1 + inleiding Deelvraag 1 Deelvraag 1 + begin deelvraag 2 Deelvraag 2 + deelvraag 1 bijgewerkt + inleiding Deelvraag 1 bijgewerkt + deelvraag 2 Deelvraag 2 Deelvraag 4 Begonnen met conclusie Verbeteringen toegepast, ontbrekende bronnen bijgevoegd, verder gegaan met conclusie Conclusie + een samenhangend geheel gemaakt Conclusie afgemaakt + alles bij elkaar gevoegd
Afspraken Opmerkingen/ verantwoording gemaakte keuzes Inleiding maken
Totaal: 47 uur
20
Herma Datum
Tijd
Plaats
13-092012
150min
School
17-092012 14-092012
60min
Thuis
60min
School
11-102012
120min
School
26-102012
240 min
Thuis
3-12-2012
120 min
Thuis
28-122012 04-122012
120 min
Thuis
3 uur
Thuis
10-012013
120 min
School
11-012013
6 uur
Thuis
19-012013
6 uur
Thuis
Werkzaamheden Opmerkingen/ verantwoording gemaakte keuzes Hoofdvraag+ deelvragen gemaakt. Plan van aanpak gemaakt Locatie Yellowstone informatie en een klein stukje getypt Locatie Yellowstone, verder maken. Locatie Weinig Yellowstone informatie over verder maken. de vondst van Plus begin aan Yellowstone. vondst vulkaan Yellowstone Naam Yellowstone Vondst Yellowstone Vondst Yellowstone; + plaatjes voor Locatie Yellowstone; informatie verzamelen soorten vulkanen. Informatie verzamelen Soorten vulkanen; uitwerken. Uitwerken soorten vulkanen+ waar liggen ze. Informatie zoeken/ vergelijken + uitwerken over: Hoe groot is de
Afspraken
Plan van aanpak maken.
21
24-012013
2 uur
School
28-012013
50 min
School
25-022013
2 uur
Thuis
26-022013
3 uur
Thuis
kans dat Yellowstone uitbarst, wat zeggen de deskundigen? Locatie Yellowstone en vondst YS verbeteren + informatie zoeken voor deelvraag 4 Deelvraag 4 economische gevolgen Deelvraag 3 verbeteren. + economie van deelvraag 4 maken. Afronden met plaatjes, + deelvraag 4 economie. + voorkant maken.
22
