De Canarische Eilanden.
Hoe zijn ze ontstaan?
De Canarische Eilanden zijn van vulkanische oorsprong. Dit bevestigen talloze vulkanen, slakkenkegels en lavastromen. De imposante, ruim 3700 meter hoge Pico de Teide op Tenerife staat model voor de vulkanische aard van de eilanden.
Interactie van de Canarische mantelpluim met de langzaam bewegende Afrikaanse plaat lijkt de oorzaak te zijn voor het ontstaan van de eilanden en onderzeese vulkanen binnen een 450 km brede, onregelmatige hotspotbaan. Deze vulkanische gordel strekt zich over een lengte van 800 kilometer uit van Lars/Essaouira Seamount in het noordoosten tot iets voorbij het jongste Canarische eiland El Hierro in het zuidwesten.
De ruim 1500 meter hoge vulkaankegel van de Teide op Tenerife is vrijwel van alle kanten op het eiland te zien. De vorm van de vulkaan maakt duidelijk dat het om een stratovulkaan gaat, die zich door een reeks Pliniaanse en Strombolische erupties, samen met de Pico Viejo, heeft ontwikkeld binnen de Caldera las Canadas. De opvulling daarvan vond plaats vanaf ca. 1 miljoen jaar geleden voor het westelijke deel en ca. 600.000 jaar geleden voor het oostelijke deel van de caldera.
Tefrakegel van de vulkaan Chinyero op Tenerife. Deze vulkaan ligt op zo'n 1560 meter hoogte in de buurt van de plaats Santiago del Teide. De uitbarsting vond in 1909 plaats en ging gepaard met het uitvloeien van een flinke hoeveelheid basaltische lava. Het vulkanisme op Tenerife is al vele miljoenen jaren actief.
De Canarische Eilanden vormen, samen met een paar kleinere eilanden en een groot aantal seamounts (onderzeese vulkanen), een actieve vulkanische gordel voor de Afrikaanse kust. De eilanden zelf vormen in feite de toppen van grote onderzeese vulkaancomplexen, die op de bodem van de Atlantische Oceaan rusten. De zee tussen de eilanden is in het oosten ruim 1000 meter diep, in westelijke richting oplopend tot meer dan 3500 meter tussen La Gomera en La Palma.
Alle eilanden, op La Gomera na, zijn vulkanisch nog actief. Op Lanzarote, La Palma en ook op Tenerife was in historische tijden nog sprake van vulkaanuitbarstingen. Eén van de laatste erupties, waarbij grote hoeveelheden basaltlava aan het aardoppervlak uitvloeiden, vond in 1971 plaats in het uiterste zuiden van La Palma. De meest recente uitbarsting vond plaats voor de kust van El Hierro, in de herfst van 2011.
Op de satellietopname zijn alle grote eilanden van de Canarische archipel zichtbaar. De ouderdom van de eilanden neemt van oost naar west af. Lanzarote en Fuerteventura zijn het oudst - Fuerteventura zelfs 23 miljoen jaar. De eilanden La Palma en El Hierro zijn geologisch gezien het jongst. Door de afname in ouderdom wordt de indruk gewekt dat de vorming van de Canarische eilanden het gevolg is van het opwellen van heet magma boven een hotspot.
Timanfaya, de vuurbergen op Lanzarote
Het uitgestrekte vulkanische gebied van Timanfaya op Lanzarote is nog maar kort geleden ontstaan. In de jaren tussen 1730 - 1736 zijn via spleten in de aardkorst enorme hoeveelheden olivijnbasalt uitgevloeid. Vulkanen en vulkanische producten bedekken bijna 1/3 van het eiland.
Ongeveer 200 jaar oud veld van roestig verweerde, ruwe Aa-lava in de omgeving van Santiago del Teide op Tenerife. De ontwikkeling van de Canarische eilanden is complex. Als wordt uitgegaan dat het vulkanisme in de archipel veroorzaakt wordt door hotspotvulkanisme, dan is niet eenvoudig een verklaring te vinden voor het feit dat de vulkanische activiteiten met onderbrekingen op sommige eilanden al zo'n 20 miljoen jaar aan de gang zijn.
De vulkaan Teneguia op La Palma
De meest recente uitbarsting op het westelijke Canarische eiland La Palma vond plaats in 1971. De zuidpunt van het eiland werd onder een dikke laag zwarte lava bedekt.
De aanzet tot het ontstaan van de Canarische Eilanden gaat maar liefst zo'n 180 miljoen jaar terug. Aan het eind van het Trias begon het supercontinent Pangea door plaattektonische processen op te breken. Dit zette zich versterkt door in de Jura-periode. Eén van de eerste spreidingszones ontstond ten westen van het huidige Afrika. Hieruit ontstond een zeebekken dat zich geleidelijk ontwikkelde tot de Atlantische Oceaan. Op de traag bewegende basaltische Afrikaanse plaat ontwikkelde zich de Canarische archipel. Een logische gedachte hierbij zou zijn, dat de Canarische Eilanden ontstonden als gevolg van magmatische activiteiten langs de nog jonge mid-oceanische rug. De basaltische oceaanbodem waarop de eilanden liggen is 170-150 miljoen jaar oud. Toch is een verband niet aanwezig. Het basaltgesteente dat in de spreidingsrug als lava te voorschijn komt, is anders van samenstelling dan dat op de eilanden.
Een Landsat-opname van een deel van de Canarische archipel met de eilanden Tenerife, La Gomera, La Palma en El hierro. Op de opname is te zien dat de eilanden de toppen vormen van enorme schildvulkanen die op de oceaanbodem zijn ontstaan. De ouderdom van de eilanden neemt in westelijke richting af. La Palma en El Hierro zijn geologisch gezien het jongst. Zichtbaar is ook dat La Gomera en Tenerife onder water in feite een groot vulkanisch complex vormen.
Het vulkanisme van de Canarische Eilanden begon pas op zijn vroegst aan het eind van de Krijt-periode, ruim 70 miljoen jaar geleden. De eerste onderzeese uitbarstingen vonden plaats op een basaltische zeebodem die dik en allang afgekoeld was. Hier komt nog bij dat de oceaanbodem in die tijd in het oosten bedekt was door een pakket sedimenten van bijna 10 km dik. Bewijzen hiervoor zijn gevonden op en onder Fuerteventura. In het westen, onder El Hierro, is dit oude sedimentdek nog ruim 1 kilometer dik. Daar bovenop hebben zich de vulkanische eilanden zich ontwikkeld.
Uitzicht op het Betancuriamassief in het westen van Fuerteventura. De bergen aan de horizon vormen erosierestanten van een ooit aanwezige grote basaltische schildvulkaan. Sinds de erupties zo'n 12 miljoen jaar geleden eindigden, stopte de ontwikkeling van deze grote schildvulkaan en degenereerde het vulkaanlichaam door langdurige verwering tot het huidige massief van Betancuria.
In de baai van Caleta Negra bij Ajuy op Fuerteventura zijn onder een dunne afzetting van kustsediment zeer oude sedimentgesteenten uit de Jura-periode ontsloten. Deze behoren tot het Basaalcomplex. De oude sedimenten zijn licht gemetamorfoseerde turbidieten, die doorsneden zijn door talloze donkere basaltgangen. Deze laatste vormden ooit toevoerspleten van magma in de basaltische schildvulkaan, die zich op het dikke pakket Juarassische zeebodemsedimenten ontwikkelde.
Het sterk gelaagde karakter van deze zeebodemsedimenten aan de oostkust van Fuerteventura bij Ajuy doet vermoeden dat deze ontstaan zijn als turbidiet (afzettingen op de oceaanbodem als gevolg van afglijding en daaruit gevormde troebelingsstromen). Deze sedimenten dateren uit de Jura-periode. Ze werden afgezet op de oude basaltische oceaanbodemplaat, toen de Atlantische Oceaan nog klein en zeer smal was.
In eerste instantie vloeiden grote hoeveelheden basaltlava uit over de oceaanbodem. Hieruit ontstonden koepelvormige schildvulkanen. Aanhoudend vulkanisme zorgde ervoor dat deze schildvulkanen groter en ook hoger werden. Toen deze meer dan een kilometer boven de zeebodem uitstaken, kregen de vulkanen het karakter van seamounts. Seamounts zijn onderzeese bergen, met steile hellingen en zijn meestal van vulkanische oorsprong.
Onderbroken door perioden van betrekkelijke rust, groeiden de seamounts, waaruit later de bekende Canarische Eilanden zouden ontstaan, langzaam in de hoogte door, richting zeeoppervlak. Bij een groot aantal onderzeese vulkanen binnen de Canarische archipel stopte het proces, waardoor deze tot op de dag vandaag onderzeese bergen zijn gebleven. Eén van de oudste onderzeese vulkanen is Lars/Essaouira Seamount in het uiterste noordwesten van de vulkanische archipel. De top ervan ligt ongeveer 900 meter onder het wateroppervlak. Deze onderzeese vulkaan is zo'n 68 miljoen jaar geleden ontstaan en is allang uitgedoofd.
Ontwikkeling van de seamounts en vulkanische eilanden van de Madeira- en de Canarische-archipel als gevolg van hotspotvulkanisme
Op de bodem van alle oceanen komen bijzonder veel vulkanen voor. Bij vele is de vulkanische activiteit gedoofd, maar bij talloze niet. De voortdurende productie van basaltische lava maakt, dat een onderwatervulkaan in de loop van de tijd steeds groter en hoger wordt. Zolang deze zich nog onder water bevindt spreekt men van seamounts. De ontwikkeling van de Canarische eilanden heeft zich op een vergelijkbare wijze in het Tertiair voltrokken.
Onderwater-erupties van vulkanen kunnen behoorlijk spectaculair zijn. Directe waarneming is echter lang niet altijd aan het zeeoppervlak zichtbaar.
Een typisch onder water gefotografeerd oppervlak van grillig gevormde en opeengestapelde bollen kussenlava.
Tegen de tijd dat een seamount-vulkaan het wateroppervlak nadert, dan zijn de erupties boven water vaak goed op te merken en soms, zoals hier op de Filippijnen, ronduit spectaculair.
De hoogte van de eilanden, met de 3817 meter hoge Pico de Teide op Tenerife als hoogste punt, zal ook te maken hebben met thermische uitzetting van het heet vulkanische gesteente. De uitzetting wordt veroorzaakt door intrusies van grote hoeveelheden magma in en onder het vulkaancomplex. Bij langzame kristallisatie ontstaat hieruit het gesteente gabbro. Ook na kristallisatie blijft het gesteente nog heel lang heet.
Gabbro en basalt hebben chemisch dezelfde samenstelling, alleen de plaats van ontstaan verschilt. Basalt vloeit als lava uit en kristalliseert door snelle afkoeling tot een zeer fijnkorrelig gesteente. Stolt het als magma op grotere diepte in het vulkaanlichaam, dan vormen zich grotere, met het oog zichtbare, kristallen. Dit gesteente noemt men gabbro.
De Teidevulkaan op Tenerife in ochtendlicht. Door het strijklicht valt op dat de flanken van de vulkaankegel talrijke donkere banen en vegen vertoont. Dit zijn subrecente lavastromen van fonoliet en obsidiaan. De lichter gekleurde delen links op de flank van de Teide (Mtn. Blanca) en aan de voet ervan bestaan uit puimsteentuf.
Gabbro, grofkorrelig type - Zwerfsteen van Groningen
Basaltisch magma, dat lange tijd onderaards in magmakamers steken blijft, kan door langzame afkoeling grote met het blote oog zichtbare kristallen vormen. De zwarte kristallen en aggregaten zijn van ijzer- en magnesiumhoudende pyroxeen (=augiet). De lichte vlekken bestaan uit plagioklaas, een calciumhoudende veldspaatsoort.
Dichte basalt - Zwerfsteen van Smilde (Dr.)
Basalt en gabbro hebben chemisch dezelfde samenstelling. Door de snelle afkoeling van de basaltlava aan de atmosfeer, kunnen zich in de lava bij kristallisatie uitsluitend zeer kleine kristallen vormen
Terzijde
Magmadifferentiatie
Op verschillende Canarische Eilanden komen naast basalt nog tal van andere gesteentesoorten voor. Bijzonder is dat daar ook macrokristallijne dieptegesteenten bij zijn, zoals gabbro en zelfs syeniet. Op Fuerteventura komt in het westen, in het Betancuria-massief syeniet, gabbro en zelfs carbonatiet aan het aardoppervlak voor.
Syeniet is een lichtkleurig, aan graniet verwant gesteente, dat echter geen of heel weinig kwarts bevat. Syeniet bezit een hoog silica-gehalte. Op Gran Canaria komt zelfs rhyoliet voor. Dit vulkanisch gesteente heeft dezelfde samenstelling als graniet.
Hoe kan dit op eilanden, die ontstaan zijn door basaltisch vulkanisme?
Gesmolten gesteente in de aardkorst noemt men magma. Het wordt gevormd door het gedeeltelijk smelten van mantelgesteente en gesteenten uit de onderste delen van de aardkorst. Gloeiend vloeibaar magma is minder dicht dan vast gesteente. Het zal door lithostatische druk, net als olie in water, meestal in de aardkorst omhoog bewegen. Dit gaat vaak niet linea recta. Vaak zal magma zich in de aardkorst, bijvoorbeeld onder vulkanen, in magmakamers verzamelen.
Belangrijk is dat magma, als het zich in de aardkorst een weg naar boven baant, afkoelt en dat zich als gevolg hiervan in het hete vloeistof kristallen beginnen te vormen. Veel magma's, zo niet de meeste, zijn in feite een mengsel van gesmolten gesteente en kristallen. Deze eerst gevormde kristallen hadden nog alle ruimte, vandaar dat deze vaak hun eigen karakteristieke kristalvorm tonen. Deze eerstgevormde kristallen noemt men eerstelingen ofwel fenokristen. Door kristalvorming worden componenten aan het magma onttrokken, vandaar dat de chemische samenstelling van het magma verandert.
In basaltisch magma bestaan de fenokristen meestal uit ijzer- en magnesiumrijke mineralen als olivijn, pyroxeen en amfibool. Door hun dichte structuur zullen deze kristallen naar de bodem van het magmareservoir afzinken. Eerstelingen die minder dicht zijn en rijker aan silica, zoals veldspaten en veldspaatvervangers (foïden), zullen zich in het magmareservoir juist naar boven bewegen. Ze komen boven drijven. In grote magmareservoirs die vrijwel geheel zijn gekristalliseerd zien we globaal een verdeling in gabbro, dioriet en syeniet, in alle mogelijke variaties.
De chemische samenstelling van magma verandert dus door de vorming van kristallen. Deze verandering in zwaardere en lichtere componenten noemt men magma-differentiatie. Processen als deze hebben zich op vrijwel alle Canarische Eilanden voorgedaan. Dit bewijzen de talrijke voorkomens van het vulkanische gesteente fonoliet, trachiet e.d.. Fonoliet en trachiet zijn de vulkanische varianten van (nefelien)syeniet. Daarnaast komen op Tenerife, Gran Canaria, La Gomera, Fuerteventura en La Palma dieptegesteenten voor - meest als xenoliet in vulkanieten. Sommige typen lijken qua kleur, korreling en samenstelling sterk op de syenietsoort Nordmarkiet, een zwerfsteensoort uit Zuid-Noorwegen. Weer andere met een trachietisch structuurtype, doen denken aan foyaiet.
Tegen de tijd dat de top van de seamount zich op enige tientallen meters onder het wateroppervlak bevindt, is de waterdruk zo gering geworden dat erosie optreedt. De uitgevloeide kussenlava explodeert in contact met het koude zeewater. Hierbij ontstaat fijn glasachtig lavagruis (hyaloclastiet), dat grote delen van de hellingen van de eilanden en de seamounts bedekt.
Als seamounts tenslotte door vulkanische activiteiten boven water uitrijzen, worden het vulkanische eilanden. Dit laatste wordt in de hand gewerkt, doordat de vulkaan uit een kern van harde gesteenten bestaat, die bestand is tegen erosie door zeewater. Hieroverheen vloeien nieuwe lavastromen uit, die het pas ontstane eiland bedekken met een solide, erosiebestendige mantel van basaltgesteente. Op deze wijze kan een pas ontstaan vulkaaneiland verder in verticale en horizontale richting uitgroeien. Dergelijke processen hebben zich op alle eilanden van de Canarische archipel afgespeeld.
Surtsey is sinds 1963 een vulkanisch eiland voor de zuidkust van IJsland. Het nieuwe eiland maakt deel uit van de Vestmannaeyjar (Westman-eilanden), een groep vulkanische eilanden.
Surtsey is ontstaan door een uitbarsting die met onderbrekingen van 17 november 1963 tot 5 juni 1967 duurde . Toen was het eiland 2,6 km² groot. Sindsdien is het eiland door wind en golferosie afgekalfd tot 1,4 km² in 2002.
Surtsey bestaat uit lava en askegels, die niet stevig genoeg zijn om erosie door de beukende golven van de oceaan lang te weerstaan. Surtsey kalft daardoor geologisch gezien in snel tempo af. Het eiland is verboden gebied voor het publiek.
Vulkanische eiland-archipels, vergelijkbaar met de Canarische Eilanden, komen op verschillende plaatsen op aarde voor. In de Atlantische Oceaan zijn dit de Azoren, Kaap Verdische Eilanden en de Madeira Archipel. De bekendste vulkanische keten op aarde is de Hawaï-archipel in de Grote Oceaan. Daarover hieronder meer.
De Portugese Azoren vormen een oost-west geöriënteerde keten van grote en kleine vulkaaneilanden. Hun ontstaan hangt hoogstwaarschijnlijk ook samen met hotspotvulkanisme.
Kaapverdië bestaat uit een groot aantal vulkanische eilanden in de Atlantische oceaan, een paar honderd kilometer westelijk van Dakar in Senegal. De zuidelijke eilanden ontvangen weinig regen, waardoor ze in feite in zee gelegen woestijnen zijn. De noordelijke eilanden, vooral de noordzijden ervan, ontvangen jaarlijks meer dan 1000 mm. regen.
Opvallend is dat de Canarische Eilanden verschillend van ouderdom zijn. Het oudste is Fuerteventura. Dit eiland is 23 miljoen jaar geleden ontstaan. Het betrekkelijk vlakke karakter van het eiland demonstreert dat Fuerteventura een lange geschiedenis van verwering en denudatie achter de rug heeft. Voor Lanzarote geldt min of meer hetzelfde, hoewel dit eiland jonger is (15,5 miljoen jaar). In de 18e eeuw maakte Lanzarote een bijzonder heftige periode van vulkanische erupties mee. Hierbij is bijna 1/3 van het eiland totaal van karakter veranderd. Noordoostelijk van Lanzarote komen op de oceaanbodem een aantal nog oudere vulkanische seamounts voor, met daartussen een aantal kleinere. Lars/Essaouira Seamount ligt het verst naar het noordoosten. De leeftijd hiervan is ongeveer 68 miljoen jaar.
Voor de kust van Noord-Afrika zijn op de basaltische oceaanbodem vrijwel tegelijkertijd twee vulkaanketens gevormd, namelijk die van Madeira en de Canarische Eilanden. De getallen geven de ouderdom aan. De oudste (onderzeese) vulkanen liggen het meest naar het noordoosten.
Fuerteventura, satellietopname
Aan de kleuren is te zien dat plantengroei op dit eiland slechts spaarzaam voorkomt.
De lichtgele vlek in de steel van het eiland is de zandige isthmus die het hoofeiland en schiereiland Jandia met elkaar verbindt.
Lanzarote, satellietopname
Het donkere deel van Lanzarote, in het midden van het eiland, laat zien hoe ingrijpend de vulkanische uitbarstingen waren in de jaren 1730-1736. Ongeveer 1/3 van het eiland - landbouwgrond en elf dorpen - zijn toen onder basaltlava verdwenen.
Van het oosten naar het westen neemt de ouderdom van de eilanden af. Zo is Fuerteventura met 23 miljoen jaar het oudst en bedraagt de leeftijd van het nabijgelegen Lanzarote ruim 15 miljoen jaar. Gran Canaria zag ca. 14,6 miljoen jaar geleden het 'levenslicht', terwijl Tenerife en La Gomera respectievelijk 11,9 en 11 miljoen jaar oud zijn. Geologisch veel jonger zijn de meest westelijke gelegen eilanden, La Palma en El Hierro. Deze zijn respectievelijk 1,7 en 1,1 miljoen jaar geleden ontstaan.
La Palma, satellietopname
De kam van het eiland wordt gedomineerd door een aantal vulkaankraters op rij. In 1971 barste, helemaal in het zuiden, de vulkaan Teneguia uit. Het donkere deel, onderaan op de foto, is toen ontstaan.
El Hierro, satellietopname
De bijzondere vorm van het eiland is veroorzaakt door een drietal grote vulkanen die in tijd verschillend voor een groot deel zijn ingestort en in zee zijn afgegleden. De hoogste delen van het eiland vormen in feite de resten van de kraterwanden van de caldera's vandeze vulkanen.
Het voornaamste eilandvulkanisme in de Canarische archipel begon tijdens het Mioceen, ruim twintig miljoen jaren geleden. Hoewel door recente onderzoekingen duidelijk is geworden welk proces aan de basis ligt van het ontstaan van de Canarische Eilanden, was hun vorming lange tijd een punt van soms hevige discussies. Een complicerende factor hierbij was de geringe afstand tot het Afrikaanse continent. Fuerteventura ligt maar zo'n 100 kilometer verwijderd van het vasteland van Afrika. Hier komt bij dat de gordel van eilanden en seamounts ten noordwesten van Fuerteventura en Lanzarote, op zo'n 300 km ten noordwesten van het Atlas-gebergte in Marokko begint en in geofysisch opzicht niets met dit gebergte te maken heeft. De vulkanische archipel ligt in zijn geheel op het oceanische deel van de Afrikaanse plaat. Continentale aardkorst is afwezig.
De nabijheid van de Canarische Eilanden bij Afrika en het Atlas-gebergte in Marokko, was een tijdlang de reden waarom geologen veronderstelden dat de eilanden ontstaan waren door tektonische spanningen als gevolg van de plooiing en opheffing van het Atlasgebergte. Breuken op de zeebodem zouden veel lava naar het aardoppervlak gebracht hebben, waarbij een groot aantal onderzeese vulkanen zijn ontstaan, inclusief de eilanden zelf. Deze theorie is achterhaald. De Canarische Eilanden liggen op het oceanische deel van de Afrikaanse plaat. Ze hebben met de continentale korst van Afrika en het Atlas-gebergte niets te maken.
Lange tijd meenden wetenschappers dat het vulkanisme van de Canarische Eilanden veroorzaakt werd door breukvorming op de oceaanbodem. Deze breuken zouden in het Mioceen zijn ontstaan door tektonische spanningen, veroorzaakt door plooiing en opheffing van het Atlasgebergte in Marokko. Wetenschappers vermoedden dat het breuksysteem tijdens de vorming van het Atlasgebergte op de oceaanbodem actief was. Hierdoor kon van tijd tot tijd basaltisch magma uit de onderliggende mantel door de oceaanbodemkorst breken en over de zeebodem uitvloeien. Hieruit zouden alle eilanden van de archipel zijn ontstaan.
Onderzoekingen hebben aangetoond, dat drukverlaging door breukvorming in de basaltische korst in de onderliggende aardmantel weliswaar tot selectieve opsmelting leidt, maar dat dit te weinig basaltisch magma oplevert, om de vorming van de Canarische Eilanden mogelijk te maken. Hier komt nog bij dat geofysisch onderzoek tot dusver geen spoor van dergelijke breuken heeft aangetoond. Er moet dus een ander proces verantwoordelijk zijn voor de vorming van de reeks eilanden, een proces dat tevens verklaart waarom de eilanden van oost naar west in ouderdom afnemen.
Mantelpluimvulkanisme
Deze theorie gaat uit van een hotspot onder de Canarische Eilanden ofwel van mantelpluimvulkanisme. Als gevolg van een hoge warmtestroom boven plekken waar in de aardmantel basaltisch magma uit het aardbinnenste omhoog komt, 'brandt' dit magma zich een weg door de starre, koude oceanische aardkorst erboven en veroorzaakt op de zeebodem vulkanisme.
Model van de ontwikkeling van een mantelpluim
Omdat mantelpluimen vast liggen en de Afrikaanse oceanische aardkorstplaat er met een snelheid van 2,7cm per jaar van west naar oost over heen schuift, ontwikkelde zich in de loop van de tijd een rij vulkaaneilanden. In de Canarische archipel liggen de oudste eilanden (Fuerteventura en Lanzarote) daarom in het oosten. Deze eilanden liggen momenteel het verst van de hotspot af. De jongste eilanden, El Hierro en La Palma, liggen het meest naar het westen.
Canarische Eilanden
De ouderdom van de eilanden neemt af van het oosten naar het westen. Fuerteventura is 23 miljoen jaar geleden ontstaan, El Hierro pas 1,1 miljoen jaar geleden.
De veronderstelling dat hotspots de oorzaak zijn van rijen vulkanen, die in ouderdom van elkaar verschillen, is de laatste jaren bevestigd door seismische tomografie. Bij aardbevingen ontstaan trillingen, die door de aarde gaan. De verschillende aankomstijden van deze aardbevinsgolven worden overal op aarde in seismische waarnemingsstations geregistreerd. Uit deze waarnemingen kan men de verschillende loopsnelheden van de seismische golven bepalen. Afhankelijk van de fysische eigenschappen van gesteenten in de onderliggende aardmantel, verlopen de aardbevingsgolven sneller of juist langzamer. Op deze manier verkrijgt men belangrijke informatie over de dichtheid en de temperatuur van de mantel.
Terzijde
Oceanische aardkorstplaten, die langs subductiezones in de mantel wegzinken, kunnen door seismische tomografie zichtbaar worden gemaakt. Gebleken is, dat sommige aardkorstplaten duizenden kilometers in de mantel wegzakken, waarschijnlijk zelfs tot vlak boven de overgang van mantel naar aardkern.
Het weggezonken plaatmateriaal wordt hierbij opgewarmd en als het ware verjongd. Het gerecyclede materiaal stijgt vervolgens door zijn afwijkende samenstelling en hoge temperatuur op andere plaatsen in de mantel weer omhoog. Waar dit hete magma door de aardkorst breekt en aan het aardoppervlak komt, spreken we van hotspots. Hotspots liggen als het ware gefixeerd en kunnen tientallen miljoenen jaren blijven functioneren. De hoeveelheid basaltische lava die in hotsports aan het aardoppervlak kan uitvloeien gaat elk voorstellingsvermogen te boven.
Beelden die seismische tomografie ons leveren, hebben bevestigd dat onder een hele reeks vulkanische eilandketens diepreikende hete mantelpluimen aanwezig zijn. Het meest tot de verbeelding sprekend voorbeeld van oceanisch hotspotvulkanisme vinden we op Hawaii, in de Grote Oceaan.
Schematische weergave van de botsing en subductie van twee oceanische platen
De koude, ca. 100 km dikke oceaanbodemplaat zakt, waar beide platen botsen, de mantel in. Het gewicht van de koude, starre oceaanbodemplaat trekt zichzelf naar beneden, soms tot diepten tot 2800 kilometer, vrijwel op de grens van mantel en kern. Het basaltische plaatgesteente wordt opgewarmd en gerecycled en komt elders weer als gloeiend heet magma in hotspots naar boven
Seismisch tomografische weergave van korst en mantel onder Noord-Amerika
De blauwe en groene kleuren geven koudere en stijvere gesteenten aan. Blauw is het koudst. Rode en oranje kleuren betekenen warmer gesteente. De diagonaal verlopende groene band in de mantel en de blauwe kleuren in de overgangszone, zijn restanten van een oude tektonische plaat, die onder Noord-Amerika in de mantel is weggezakt. Het is de oude oceaanbodem die ooit westelijk van California gelegen heeft, meer dan 30 miljoen jaar geleden. De oude subductiezone is verantwoordelijk voor het ontstaan van de Rocky Mountains en de vele vulkanen in Noord-Amerika.
De belangrijkste hotspots op aarde: 1 - Divergente plaatgrens; 2 - transforme plaatgrens; 3- convergente plaatgrens; 4 - diffuse plaatgrens (gebergtegordel); 5 - belangrijke hotspots
De Hawaii-archipel versus de Canarische Eilanden
Beide eilandketens vinden hun oorsprong in hotspotvulkanisme. Onderzoekingen hebben dit bevestigd. Toch zijn er aanmerkelijke verschillen. Waarom verdwijnen Hawaiiaanse eilanden na verloop van tijd onder de zeespiegel en gebeurt dit niet bij de Canarische eilanden?
Hawaii nader bekeken
Hawaii is het grootste eiland van een serie vulkanische eilanden, midden in de grote Oceaan. De Hawaï-Emperorketen bestaat uit zo'n 80 basaltische schildvulkanen, en strekt zich uit over een lengte van 5800 km, tot in het noordwesten van de Grote Oceaan. Hawaii zelf heeft ongeveer de omvang van het Franse Corsica. De Hawaii-archipel bestaat uit 18 eilanden, de overige vulkaaneilanden zijn in de loop van de tijd onder water verdwenen. Zij vormen nu seamounts ofwel guyots, vaak met een afgeplatte top. De grootste eilanden van de Hawaïi-archipel zijn van oost naar west: Hawaïi, Maui, Kaho'olawe, Lanei, Molokai, Ohau, Kauai en Niihau. De oudste eilanden liggen in het westen en de jongste met actief vulkanisme, in het oosten.
De eilandketen van Hawaï bestaat uit verschillende vulkanen, die gevoed worden/werden door een 'hotspot'. Een "hotspot" is een zuilvormige warmtestroom in de mantel, die zeer heet, ultramafisch gesteentemateriaal vanuit de diepere mantel naar de oppervlakte transporteert. Lange tijd werd aangenomen dat hotspots stationair zijn. Als de tektonische plaat eroverheen beweegt, ontwikkelt zich een reeks vulkanen, met aan de ene kant de jongste vulkaan, aan de andere kant de oudste. Recent onderzoek wijst uit dat hotspots zich kunnen verplaatsen. De opvallende knik van ongeveer 60 graden, waar de Hawaaiaanse keten over gaat in die van de Emperor, die 47 miljoen jaar geleden is ontstaan, was hiervan het gevolg.
Het vulkanisme op Hawaii mag je gerust uitbundig noemen. Het grote eiland ligt boven een hotspot, die al tientallen miljoenen jaren achtereen enorme hoeveelheden basaltlava naar het aardoppervlak brengt. De vulkanen Kilauea en Mauna Loa zijn nog steeds zeer actief, waarbij de Kilauea vrijwel permanent lava produceert. Op het naburige eiland Maui sluimert het vulkanisme. De laatste uitbarsting dateert van 1790. Het vulkanisme op de overige eilanden is uitgedoofd.
Het vulkanisme op het grootste eiland Hawaii is nog zeer actief. Beide vulkanen Mouna Loa en Kilauea produceren nog steeds grote hoeveelheden basaltisch lava.
Mauna Loa - Hawaii
Dit is de grootste vulkaan op Hawaii. Gerekend vanaf de zeebodem is de Mauna Loa tevens met ruim 10 km de hoogste berg op aarde. Aan zijn koepelvorm is te zien dat de Mauna Loa een basaltische schildvulkaan is.
Lavastromen van de Kilauea op Hawaii
De Kilauea is één van de vijf schildvulkanen die het eiland Hawaii vormen. De naam betekent in het hawaiiaans 'spuwer'. De naam heeft betrekking op de vrijwel constante stroom van lava die uit de vulkaan over het aardoppervlak uitvloeit.
Sinds mei 1983 stroomt vrijwel permanent lava naar buiten.
Lavastroom in Leilani Estates op Hawaii
Nadat in april 2018 de kraterbodem van de Puʻu ʻŌʻō-instortte, ontstond in mei van hetzelfde jaar aan de oostkant van de Kilauea een spleet waaruit een grote hoeveelheid dunvloeibare lava naar buiten trad. Verschillende lavastromen bereikten het bewoonde gebied met huizen en villa's van Leilani Estates en Lanipuna Gardens. Een groot aantal huizen verbrandden, wegen werden door de lava versperd.
Het lot van de al wat oudere Hawaiiaanse eilanden is dat, deze na verloop van tijd steeds lager worden en uiteindelijk door de zee verzwolgen worden. Dit laatste gebeurt niet bij de oudere Canarische Eilanden. Het onder water verdwijnen van de eilanden wordt veroorzaakt door door een aantal processen. Ten eerste zorgt het enorme gewicht van de basaltische vulkaaneilanden ervoor, dat de betrekkelijk jonge, onderliggende oceaanbodemkorst ingedrukt wordt. Instabiliteit van de vulkaaneilanden door de enorme productie van basaltlava, veroorzaakt van tijd tot tijd enorme landverschuivingen, waarbj grote delen van de eilanden in zee wegglijden. Het lager worden, zeg maar krimpen van de eilanden wordt echter vooral voorzaakt door een toename van de dichtheid van het gesteente, door afkoeling. Bovendien verplaatst de oceaanbodemplaat met de eilanden erop zich met een snelheid van 8 tot 10 cm per jaar over de hotspot. De hete mantelpluim veroorzaakt door zijn hitte dat de aardkorst erboven sterk is uitgezet.
Hawaii-archipel in de Grote Oceaan
Maui is het op één na grootste eiland van de Hawaii-archipel. Behalve de weelderige begroeiing, is het eiland bekend om zijn vele stranden. In geologisch opzicht is het een jong eiland. Het is minder dan 1 miljoen jaar oud. de nog bestaande vulkaan is voor het laatst in 1790 uitgebarsten.
Kauai ligt in het westen van de Hawaii-archipel. Het eiland is door verwering sterk ingesneden. De ouderdom ligt tussen 3,8 en 5,6 miljoen jaar.
Niihau maakt een sterk afgevlakte indruk. Het grote vlakke gebied is een groot abrasie platform, dat door tektonische oorzaken weer boven water verheven is. Het donkere gebied op de achtergrond bestaat uit basaltische rotsenm met steile kliffen. Het hoogste punt is Mount Pānīʻau (381 m).
Necker Island ligt op een paar honderd kilometer van het hoofdeiland Hawaii. Het grootste deel van het voormalige vulkaaneiland is door erosie onder de zeespiegel verdwenen. Op de door de branding afgeplatte top van het eiland is een koraalatol gevormd.
Zijn de eilanden door beweging van de aardkorstplaat voorbij de hotspot gekomen, dan dooft het vulkanisme uit en nemen verwering en afkoeling een steeds belangrijkere rol in. Na een aantal miljoenen jaren zal dit leiden tot de letterlijke ondergang van de eilanden. Ze verdwijnen onder water. Dit proces verloopt echter zo langzaam dat brandingsgolven van de oceaan de tijd hebben om de eilandtoppen te eroderen en af te vlakken. De meeste onder water verdwenen eilanden bezitten een afgeplatte top en worden daarom guyots genoemd.
Onder de Canarische Eilanden is de situatie anders
Kauia is binnen de Hawaii-archipel een van de oudste eilanden. Het berglandschap is door erosie sterk ingesneden, vandaar ook dat de bergen op het eiland, ondanks de dichte vegetatie, een oude, versleten indruk maken. Toch is Kauia slechts 5,1 miljoen jaar oud. De meeste Canarische Eilanden zijn stukken ouder. Fuerteventura is 23 miljoen jaar geleden ontstaan en Lanzarote 15 miljoen jaar geleden. Alleen La Palma en El Hierro zijn geologisch gezien erg jong, respectievelijk 1,7 en 1,1 miljoen jaar.
Kauai - Hawaii archipel
Kauai is een van de meest westelijke eilanden van de Hawaii-archipel. Het is zo'n 5,1 miljoen jaar oud. Door het vochtige klimaat maakt het een sterk verweerde, ingesneden indruk. Het is op drie na het grootste eiland van de archipel. Ondanks de sterke verwering steekt de top Kawaikina nog 1598 m boven zee uit. Door de weelderige begroeiing wordt Kauai ook wel 'Garden Isle' genoemd. De jaarlijke regenval bedraagt hier rum 11,5 meter! Het is de natste plek op aarde.
Fuerteventura - Barranco del Roque - Cuchillos de Vigan.
Aan het diepe brede dal valt op te maken, dat dit het werk is van erosie, die al vele miljoenen jaren aan de gang moet zijn. De roestbruine kleur duidt op veel ijzerhoudende vulkanische gesteenten, waarvan vooral basalten de dienst uitmaken.
Klifkust Famara - Lanzarote
Op Lanzarote zijn het massief van Famara in het noorden en dat van Los Ajaches in het zuiden erosierestanten van twee grote, ooit aanwezige schildvulkanen. Beide vormen de basis van het eiland Lanzarote. De miljoenen jaren oude vulkaanrestanten bestaan voornamelijk uit dicht boven elkaar afgezette plateaubasalten.In de periode van 10,2 tot 3,8 miljoen jaar is in noorden van Lanzarote een enorm vulkanisch massief ontstaan. Het vulkanisme werd gevoed vanuit een reeks spleten in de onderliggende aardkorst. Met onderbrekingen ontstond een vulkanische structuur, waar het massief van Famara een restant van is.
Door hun hoge ouderdom zouden de oudste Canarische Eilanden allang onder de zeespiegel verdwenen moeten zijn. Dit is echter niet het geval. Het grote verschil met Hawaii is dat, de oceaanbodemkorst onder de Canarische Eilanden zeer veel ouder is. Deze stamt uit de Jura-periode en is tussen 150 en 170 miljoen jaar oud. Door zijn hogere ouderdom is de oceaanbodemkorst onder de Canarische Eilanden afgekoeld, en als gevolg hiervan zeer star en ook dik (ca. 7km). De basaltische oceaankorst is gedurende de Jura- en Krijtperiode langs de Mid-oceanische spreidingsrug in de nog jonge Atlantische Oceaan ontstaan. Hier komt nog bij dat de basaltkorst onder de oostelijke eilanden bedekt is met dikke lagen sediment. Onder Fuerteventura bedraagt de laagdikte ervan zo'n slordige 10 kilometer en onder El Hierro nog ruim 1000 meter! Samen met de starre basaltische onderkorst levert dit voldoende stevigheid om de vulkanische eilanden te kunnen dragen.
Kustrotsen bij Ayui aan de westkust op Fuerteventura
Op de foto is de discordante overgang te zien, met onderaan licht gemetamorfoseerde sedimentaire oceaanbodemgesteenten uit de Jura-periode. Daarbovenop geelwitte mariene kalksteen die aan de bovenzijde afgedekt wordt door kussenbasalt. De gesteenten onder de lichtkleurige bodemsedimenten behoren tot het zgn. Basaalcomplex.
Sedimentgesteenten uit de Jura-periode bij Ayui op Fuerteventura
Kustontsluiting in gelaagde oceaanbodemsedimenten (Basaal Complex) bij Ajuy, aan de westkust van Betancuria. De donkere verticale structuur op de foto is een vertakt systeem van basaltgangen - toevoerspleten - van magma in de vulkaan.
Turbediet-afzetting van Ayui op Fuerteventura
Brokstuk Jura-sediment uit het Basaal Complex. Uit het sterk gelaagde karakter kan worden opgemaakt dat het hier waarschijnlijk om een turbedietafzetting gaat, dat in de Jura-periode door troebelingsstromen op de bodem van de toen nog zeer prille Atlantische Oceaan is gevormd.
Wat ook aan de stabiliteit van de Canarische archipel bijdraagt is de nabijheid van de continentale aardkorst van Afrika. De basaltische oceaanbodem is waarschijnlijk zeer hecht met de minder dichte aardkorst van Afrika verbonden. Afrika draagt dus bij aan het 'drijvend' houden van de Canarische eilanden.
De basaltische oceaanbodem onder de Hawaaiiaanse eilanden is niet alleen dunner en flexibeler, deze is ook nog veel heter dan de oude oceaanbodemkorst aan de rand van Afrika. Hadden de Canarische Eilanden met Hawaaiiaanse factoren te maken gehad, dan zouden alle eilanden, op La Palma en El Hierro na, nu seamounts vormen, die op vele tientallen en sommige zelfs op enige honderden meters diepte onder de zeespiegel zouden liggen.
Permanent vulkanisme
Moeilijk verklaarbaar is dat het vulkanisme op de meeste Canarische Eilanden, ondanks hun geologisch hoge ouderdom, door de tijd heen actief is gebleven. Onderbrekingen van miljoenen jaren, waarin vooral erosie plaats vond, werden gevolgd door langdurige en vaak ook heftige vulkanische fasen. Blijkbaar doet het uit de aardmantel afkomstige magma er zeer lang over om magmakamers onder en in de oceanische aardkorst te vullen voordat het tot nieuwe uitbarstingen komt. Hier komt nog bij dat door mantelconvectie basaltische magma zich in de asthenosfeer onder de Canarische-archipel verspreidt en op verschillende plaatsen magmareservoirs vormt. Deze veroorzaken van tijd tot tijd een hernieuwd vulkanisme. Een voorbeeld hiervan zijn de jarenlang durende uitbarstingen op Lanzarote, in de jaren dertig van de achttiende eeuw, waarbij ongeveer 1/3 van het eiland volkomen verwoest werd en bedekt raakte onder lava.
Lanzarote is met zijn 15 miljoen jaar een van de oudste vulkaaneilanden van de Canarische archipel. Het gortdroge klimaat is te danken aan de nabijheid van de Sahara in Noord-Afrika. De grote grillige, donkere vlek op de foto geeft het gebied aan waar tussen 1730 en 1736 sprake was van hevige vulkanische uitbarstingen. Hierbij werden, behalve een uitgestrekt landbouwgebied, ook elf dorpen onder lava bedolven.
Montanon Negro - Gran Canaria
Deze slakkenkegel wordt ter plaatse 'De Zwarte Berg' genoemd. Hij ontstond ruim tweehonderd jaar voor onze jaartelling, samen met de krater Los Pinos de Gáldar en die van Los Berrazales, zuidoostelijk van de plaats Agaete.
Chinyero - Santiago del Teide, Tenerife
In 1909 vond voor de laatste maal op Tenerife een eruptie plaats. De slakkenkegel van de Chinyero ligt in de buurt van de plaats Santiago del Teide, in het westen van Tenerife. Behalve veel los kolenzwart tot roestbruin gekleurd materiaal, vloeide ook een flinke hoeveelheid basaltische lava uit de kratermond. Na ruim 100 jaar is alles nog onbegroeid. Ieder jaar vind uit dankbaarheid vanuit Santiago del Teide een processie plaats naar de plaats waar de lavastroom afboog, weg van Santiago en de huizen in de omgeving.
Famara Beach - Famara, Lanzarote
Het steile kustklif van Famara Beach is onderdeel van het belangrijkste bergmassief in het noorden van Lanzarote. Het klif en achterliggend berglandschap vormt de oostelijke helling van een grote vulkaan die in het Mioceen, zo'n 13 miljoen jaar geleden, is uitgebarsten. De 671 meter hoge kliffen van Famara (Risco de Famara) zijn de resten van een grote caldera, waar het een deel van huidige eiland La Graciosa nu in ligt.
Costa Papagayo - Zuid-Lanzarote
In het uiterste zuiden van het eiland liggen een reeks Papagayo-stranden. Het gebied Los Ajages vormt een van de oudste gedeelten van Lanzarote. Samen met Famara in het noorden zijn het sterk geërodeerde resten van oude Miocene vulkanen.
Femes - Zuid-Lanzarote
Het oude versleten berglandschap van Femes ligt ten noordoosten van de Papagayo-stranden. Het zijn de overblijfselen van een Pliocene basaltvulkaan, die door erosie vrijwel geheel verdwenen is.
Terzijde
Lanzarote is onder toeristen bekend en zeer geliefd. Het is wereldwijd mede daarom één van de bekendste eilanden waar men op aangename wijze kennis kan nemen van tal van vulkanische verschijnselen.
Het vulkaangebied 'Montañas del Fuego' oftewel 'De Vuurbergen' is het visitekaartje van Lanzarote. Het woeste, desolate en vooral kleurige gebied ontstond in de 18e en 19e eeuw. De hevige vulkaanuitbarstingen vonden in twee reeksen plaats. Landschapsbepalend waren vooral de aanhoudende erupties tussen 1730 en 1736. Via talrijke spleten en meest kleine vulkanen stroomde een enorme hoeveelheid olivijnbasalt over het aardoppervlak uit. Een zevental dorpen en uitgestrekte landbouwgebieden werden onder lava bedolven.
Na 1736 was het tientallen jaren rustig. Maar in 1824 volgde opnieuw een reeks vukanische uitbarstingen, waarbij opnieuw veel lava over delen van het eiland uitstroomden. Sindsdien is het rustig.
Timanfaya - Lanzarote
Door het woeste lavalandschap op Lanzarote zijn asfaltwegen aangelegd. Voor auto's is het gebied niet toegankelijk. Wel kan men een busexcursie boeken, vanwaaruit men een prachtig beeld krijgt van de kleurigheid en de vormenrijkdom van lavaformaties en askegels en vulkaankraters.
Tinguaton - Lanzarote
In dit maanlandschap bij Tinguaton, midden in het vulkaanlandschap Timanfaya, liggen een aantal vulkanen op een rij. Zij geven aan waar zich tijdens de hevige uitbarstingen in de jaren 1730-1736 een spleet bevond, waaruit grote hoeveelheden basaltisch lava uitvloeiden.
Timanfaya - Lanzarote
Het gebied staat bekend als het landschap met de 'vuurbergen'. De bruinrode, steenrode, oranje, geelbruine en zwarte vulkanen, askegels en lavavlakten zijn wereldberoemd om de vormen en kleuren.
Timanfaya op Lanzarote
Het door op sommige plaatsen kleurige, door lava, basaltslakken en lapilli gedomineerde landschap op Lanzarote staat bekend als Timanfaya. Dit centrale gebied herbergt de bekende 'vuurbergen'. Het gebied dank de naam aan een groot aantal opvallend en afwisselend gekleurde zwarte, bruine en oranjerode slakken- en askegels. In het gebied komen een dertig-tal grote vulkaankraters voor en meer dan honderd kleinere vulkaankegels. De hoogste daarvan is vernoemd naar het dorp dat als eerst door de vulkaanerupties werd vernietigd.
Timanfaya bezit sinds 1968 de status van Nationaal Park. Het is doorsneden door een aantal wegen en paden en strekt zich uit over 51 km². Het vulkaanpark is strikt beschermd. Het grootste deel is alleen toegankelijk voor wetenschappelijk onderzoek. Toch kunnen toeristen er ook terecht. Sinds 1974 is een klein gedeelte van het park voor het publiek geopend. Dagelijks kan men gezeten op kamelen in colonne de woeste kleurige schoonheid van het landschap bewonderen of men maakt een bustocht van een half uur dwars door het vulkanische landschap.
Bij het restaurant Islote de Hilario kan men letterlijk de hitte van de uitgevloeide lava van 1736 aan den lijve voelen. Via een geboord gat in de lavabodem demonstreert men hoe snel een emmer koud water omgezet wordt in een metershoog opspuitende geysir. In een bijgebouw heeft men een reuzengrote barbeque gebouwd boven een zes meter diep gat in het lavagesteente. Door het rooster stijgt hete lucht omhoog met een temperatuur van 350 graden, waar het reatuarant het vlees op braadt. Kortom, een verblijf op Lanzarote kan niet zonder een bezoekje aan dit bijzondere vulkanische parklandschap.
Strand van Playa Blanca, in het zuiden van Lanzarote
Hoe rustig en veilig de Canarische Eilanden momenteel ook mogen lijken, het vulkanisme is er nog springlevend en daarmee potentieel gevaarlijk. Van La Palma, Tenerife en El Hierro is bekend dat zich hier in de laatste paar honderd jaar ook nog hevige erupties hebben voorgedaan. Hier zal in de volgende hoofdstukken nader op worden ingegaan.