De uitbarsting van de Santorini van 1600 BC in de Egeïsche Zee (Griekenland) leidde de val van de Minoïsche beschaving in. Zulke enorme uitbarstingen komen zeer zelden voor. Daarom weten we nauwelijks wat er gebeurt bij deze vulkanen voor de uitbarsting, en ook niet hoe lang van te voren er voortekenen zullen zijn. Daar is nu verandering in gekomen door nieuw onderzoek.
Hoe weten we dat een vulkaan op springen staat? Voor kleine vulkaanuitbarstingen is dat redelijk goed bekend, maar het tegendeel is waar voor echt grote vulkanen, waarbij tientallen kubieke kilometers materiaal uitgestoten wordt door de vulkaan. Zulke uitbarstingen zijn niet meer voorgekomen sinds de 19e eeuw, dus of er ook voortekenen waren is ons niet bijzonder goed bekend.
De Fransman Tim Druitt (Clermont Universiteit) en collega’s hebben hiervoor wél bewijs gevonden door een studie naar de vernietigende Minoïsche uitbarsting van 1600 BC op het eiland Santorini (ook wel Thera) in de Egeïsche Zee (Griekenland). Het onderzoek werd onlangs gepubliceerd in Nature.


De locatie van de Santorini-vulkaan.

Gevolgen uitbarsting
De uitbarsting is een beroemde omdat dit het begin van het einde was voor de Minoïsche beschaving op Kreta. Maar Kreta is toch veel zuidelijker zou je zeggen? Klopt, maar de uitbarsting veroorzaakte zware bevingen en een tsunami, die de steden aan de noordkust van Kreta verwoestte. Bovendien daalde er een laag puimsteen van de uitbarsting op de steden, zoals Knossos, neer. De beschaving lag grotendeels in puin en kwam er nooit meer echt bovenop.
Tegenwoordig is er weinig meer over van het eilandje, want een groot deel van het eiland werd weggeblazen door de uitbarsting, waarbij zo’n 100 km3 materiaal inclusief lava vrijkwam. Bovendien stortte de vulkaan letterlijk in toen de magmakamer eenmaal leeg was, waardoor een grote komvormige krater (caldera) ontstond. Die ligt nu onder de zeespiegel.


De Santorini vandaag de dag. Afbeelding: © NASA

Puimsteen
Druitt en collega’s verzamelden puimstenen van de fatale uitbarsting. “We willen de processen die plaatsvinden voor de grote explosieve uitbarsting beter begrijpen,” legt Druitt uit. “Wat gebeurt er tijdens deze periode, en op welke tijdsschalen werken deze processen?”
In de puimstenen vonden de wetenschappers kristallen van het mineraal plagioklaas met daarin concentrische lijnen of overgangen. Die stellen het begin van een verandering in de magmakamer voor waarin dit kristal groeide. Dat kan bijvoorbeeld een ander of heter magma zijn dat mengt met het magma dat er al was. Deze overgangen verdwijnen langzaam door de hitte zolang het kristal in het magma in de magmakamer blijft. Zodra de uitbarsting plaatsvindt, stopt de klok van deze diffusiereactie.
Druitt en collega’s bestudeerden de verandering van de concentraties aan magnesium in vier kristallen van plagioklaas en konden zo vaststellen wat er gebeurde in de magmakamer voor de uitbarsting.


Een voorbeeld van plagioklaaskristallen met
de concentrische lijnen die het kristal in
zones verdeelt. Afbeelding: © Ellery Frahm

Lange aanloopperiode
Het blijkt dat al honderd jaar voor de uitbarsting een eerste grote puls met heet magma zich mengde met de al aanwezig magma, gevolgd door nog een puls tien jaar voor de eruptie. In de maanden voor de uitbarsting mengden verschillende magma’s zich nog steeds. De snelheid waarmee magma de magmakamer opvulde in de laatste honderd jaar was meer dan 50 miljoen m3 per jaar, veel meer dan de ‘normale’ snelheid van opvullen van de Santorini van 1 miljoen m3 per jaar.
Elke puls zou aardbevingen hebben veroorzaakt, een bekende aankondiger van een aanstaande uitbarsting bij kleinere vulkanen. Ook zou het land bij de vulkaan omhoog zijn gekomen, mogelijk met tientallen meters, alhoewel Druitt daaraan twijfelt en zelfs een lichte inklinking niet uitsluit. Conclusie: aanwijzingen voor een komende uitbarsting van een enorme vulkaan zijn er al ver voor de uitbarsting. Druitt: “Andere studies laten vergelijkbare resultaten zien.”
De magmakamers van kleinere vulkanen vullen zich echter kort voor de eruptie, laat Druitt weten. Een veel kortere periode van waarschuwing dus. Bij supervulkanen zoals Yellowstone, die meer dan 1000 km3 materiaal uitspuwen bij een superuitbarsting – en daarmee veel groter zijn dan de Santorini uitbarsting – gaat er waarschijnlijk een nog langere periode van versnelde opvulling van de magmakamer aan vooraf. En dus ook een langere periode van voortekenen zoals aardbevingen. Dit maakt het voorspellen van het tijdstip van uitbarsten een stuk moeilijker…