Vulkanen staan bekend om hun spetterende vuurwerkshows: van donderende pyroclastische stromen tot gloeiende lavarivieren. Maar ook op rustigere momenten kunnen ze ontzagwekkend zijn, bijvoorbeeld wanneer een smeulende berg ineens een perfect ronde rookcirkel uitblaast. Dat is precies wat de Etna begin april deed. Hoe ontstaat dit natuurverschijnsel – en bij welke vulkanen is het waar te nemen?
Rookcirkels die opstijgen uit vulkanen kunnen vele tientallen meters breed zijn. Toch zijn ze lastig te onderzoeken, onder meer vanwege de onvoorspelbaarheid en korte duur van het fenomeen. In 2019 besloot een onderzoeksteam onder leiding van Fabio Pulvirenti – toentertijd werkzaam bij NASA en nu bij de Henan Polytechnic University in China – de rookcirkels te simuleren op een computer.
Uit de resultaten van het onderzoek, gepubliceerd in vakblad Scientific Reports, bleek dat de rookcirkels op eenzelfde manier ontstaan als de ringen die rokers van sigarettenrook kunnen blazen. In beide gevallen moet een flinke hoeveelheid damp worden verzameld en vervolgens in rap tempo uitgestoten.
Wat is een vulkanische rookcirkel?
In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, bestaan vulkanische rookcirkels niet uit rook, zegt Boris Behncke, vulkanoloog aan het Italiaanse Nationaal Instituut van Geofysica and Vulkanologie. Volgens hem zijn ringen grotendeels opgemaakt uit gecondenseerde gassen, voornamelijk waterdamp, die ontsnappen uit het magma.
Als magma door de vulkaanpijp naar boven komt, kunnen er bubbels ontstaan van opgeloste gassen. Als het magma niet te stroperig is, kunnen meerdere bubbels samensmelten tot grotere bellen van samengeperst gas. Op het moment dat deze gasbellen de oppervlakte bereiken, kunnen ze ontploffen, waardoor hete dampen – soms op hoge snelheid – omhoog schieten.
De damp sleept langs de rotsachtige wanden van de vulkaan, waardoor een gasbel omhoog beweegt. Zodra de dampcirkel op de koude atmosfeer botst, verkoelt, vertraagt en condenseert het: op dat moment wordt de ring zichtbaar.
Welke vulkanen blazen ringen?
Lang niet alle vulkanen kunnen rookcirkels maken – en de vulkanen die er wel toe in staat zijn, kunnen het alleen op bepaalde momenten. Dankzij het computermodel hebben Pulvirenti en zijn collega’s weten te achterhalen wat nodig is voor het indrukwekkende schouwspel.
Uit het model blijkt dat de ringen alleen te zien zijn bij bepaalde omstandigheden. Het mag bijvoorbeeld niet hard waaien. Ook moet de opening van een vulkaan relatief cirkelvormig zijn, en aan alle kanten ongeveer dezelfde hoogte hebben. Als de opening onregelmatig gevormd is of niet mooi rond, zijn de rookcirkels vervormd of ontstaan ze überhaupt niet.
Zelfs als aan al die omstandigheden wordt voldaan, is er geen zekerheid dat rookcirkels verschijnen. Dat wijst erop dat er nog veel is dat we niet weten over het dampende pandemonium binnen vulkanen.
Bekijk hieronder een video van hoe de Etna cirkelvormige kringen blaast.
