Fumarolen waaruit hete gassen en dampen ontsnappen in de Campi Flegrei.
Public domain

Campi Flegrei-vulkaan bij Napels dichter bij een uitbarsting

De Campi Flegrei-vulkaan in het zuiden van Italië is zwakker geworden en meer geneigd om te barsten en te breken. Dat maakt een uitbarsting waarschijnlijker, zo stelt een studie van het University College London (UCL) en het Italiaanse Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Maar onvermijdelijk is een uitbarsting niet. 

De Campi Flegrei (Brandende velden) of Flegreïsche Velden zijn een vulkaan die vlak bij Napels ligt, enkele westelijke buitenwijken van Napels liggen zelfs op de vulkaan. 

Het is geen duidelijk herkenbare vulkaan want hij heeft geen typische bergvorm. In de plaats daarvan is het een zacht glooiende laagte met een diameter van zo'n 12 tot 14 kilometer, aangezien de Campi Flegrei in de caldera - een grote komvormige krater - van een supervulkaan liggen. De randen van die caldera zijn evenwel ook niet duidelijk te zien, aangezien het grootste deel ervan onder water ligt in de Baai van Napels. Dat verklaart mee waarom er nu zo'n 360.000 mensen op de vulkaan leven, onder meer in het havenstadje Pozzuoli. 

De vulkaan is voor het laatst uitgebarsten in 1538, maar hij is al meer dan 70 jaar rusteloos. In de jaren 50, 70 en 80 waren er telkens 2 jaar durende pieken van activiteit, in het laatste decennium is de vulkaan in een tragere fase van activiteit gegaan. 

In die periodes van activiteit hebben er tienduizenden kleine aardbevingen plaatsgevonden en is Pozzuoli bijna 4 meter gestegen tegenover het zeeniveau. 

Zicht op de Campi Flegrei met de Cratere degli Astroni, een kleinere krater in de grotere caldera.
Michele Pizza/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Bijna tot het breekpunt

Voor de nieuwe studie gebruikten de onderzoekers een model van 'volcano fracturing' - het breken van een vulkaan - dat ontwikkeld werd aan het UCL, om de patronen van de aardbevingen en het stijgen van de grond te interpreteren. De conclusie was dat delen van de vulkaan bijna tot het breekpunt uitgerekt waren.

"Onze nieuwe studie bevestigt dat de Campi Flegrei dichter komen bij een breuk", zei de hoofdauteur van de studie, professor Christopher Kilburn van UCL. "Dit betekent echter niet dat een uitbarsting gegarandeerd is. De breuk kan een barst openen in de korst, maar het magma moet dan nog op de juiste plaats druk uitoefenen om een uitbarsting te krijgen." 

"Dit is de eerste keer dat we ons model, dat gebaseerd is op de fysica van hoe gesteenten breken, in real time op een vulkaan hebben toegepast. We hebben het model voor het eerst gebruikt in 2017 en sindsdien hebben de Campi Flegrei zich gedragen zoals we voorspeld hadden, met een toenemend aantal kleine aardbevingen die wijzen op druk van onderuit."

"We zullen nu onze procedures moeten aanpassen om in te schatten wat de kansen zijn dat er nieuwe routes worden geopend waarlangs magma of gas het oppervlak kan bereiken", zei Kilburn. 

"De studie is de eerste in haar soort die breuken voorspelt in een actieve vulkaan. Ze betekent een stap vooruit naar het doel uitbarstingen wereldwijd te voorspellen."

Satellietfoto van de Baai van Napels met rechts in het midden de Vesuvius en links bovenaan het vulkanische eiland Ischia. Rechts van Ischia liggen de Campi Flegrei.
NASA

Zwakker

"Onze resultaten tonen aan dat delen van de vulkaan zwakker worden. Dat betekent dat hij zou kunnen breken, ook al zijn de spanningen die hem uit elkaar trekken, zwakker dan ze tijdens de laatste crisis 40 jaar geleden waren", zei mede-auteur doctor Nicola Alessandro Pino van het Osservatorio Vesuviano, het observatorium van het INGV in Napels. 

In het laatste decennium is de grond onder Pozzuoli met zo'n 10 centimeter per jaar omhoog gekropen. Voor het eerst sinds het midden van de jaren 80 werden er ook weer voortdurende kleine aardbevingen geregistreerd. In april werden er meer dan 600 opgetekend, het grootste aantal per maand tot nu toe. 

Die verstoring werd veroorzaakt door de beweging van vloeistoffen zo'n 3 kilometer onder het oppervlak. Een deel van die vloeistoffen kan gesmolten gesteente zijn, magma, een ander deel kan natuurlijk vulkanisch gas zijn. De laatste fase van de activiteit lijkt waarschijnlijk veroorzaakt te zijn door magmatisch gas dat in holtes in het gesteente sijpelt en de 3 kilometer dikke korst vult zoals een spons. 

De aardbevingen vinden plaats als breuken verschuiven door het uitrekken van de korst. Het patroon van de aardbevingen sinds 2020 wijst erop dat het gesteente reageert op een niet-elastische manier, door te breken eerder dan door te buigen. 

"We kunnen niet zien wat er ondergronds gebeurt. In de plaats daarvan moeten we de aanwijzingen ontcijferen die de vulkaan ons geeft, zoals aardbevingen en de opheffing van de grond", zei mede-auteur doctor Stefania Danesi van het INGV Bologna. 

Een deel van de Campi Flegrei gezien vanuit Napels.
Baku/Wikimedia Commons/CC BT-SA 4.0

Uitbarsting niet onvermijdelijk

In hun studie legt het team uit dat het effect van de onrust sinds de jaren 50 cumulatief is, dat de effecten zich dus opstapelen. Dat betekent dat een eventuele uitbarsting voorafgegaan zou kunnen worden door relatief zwakke signalen, zoals een lagere mate van grondopheffing en minder aardbevingen. Dit was het geval bij de uitbarsting van de Rabaul-caldera in Papoea-Nieuw-Guinea in 1994, die voorafgegaan werd door slechts een tiende van het aantal kleine aardbevingen dat zich voorgedaan had tijdens een crisis 10 jaar eerder. 

De huidige treksterkte of breukvastheid - de maximale spanning die een materiaal kan verdragen voor het breekt als het uitgerekt wordt - van de Campi Flegrei is nu waarschijnlijk zo'n derde van wat ze was in 1984, zeiden de onderzoekers. 

Het team benadrukte dat een uitbarsting niet onvermijdelijk is. "Het is hetzelfde voor alle vulkanen die al generaties lang kalm zijn", zei mede-auteur doctor Stefano Carlino van het Osservatorio Vesuviano.  "Het is mogelijk dat de Campi Flegrei zich nestelen in een nieuwe routine van zachtjes stijgen en zinken, zoals we zien bij gelijkaardige vulkanen in de wereld, of dat ze zelfs eenvoudigweg opnieuw gaan slapen. Belangrijk is dat we voorbereid zijn op alle mogelijkheden." 

Professor Kilburn en zijn collega's zullen het UCL-model van 'volcano fracturing' nu toepassen op andere vulkanen die na lange tijd opnieuw wakker zijn geworden. Ze zullen zo proberen meer betrouwbare criteria vast te leggen om te concluderen dat een uitbarsting waarschijnlijk is. Momenteel worden uitbarstingen voorspeld aan de hand van statistische gegevens die uniek zijn voor elke vulkaan en niet op basis van fundamentele principes die toegepast kunnen worden op verschillende vulkanen. 

De studie van Kilburn, Carlino, Danesi en Alessandro Pino is gepubliceerd in Communications Earth & Environment van Nature. Dit artikel is gebaseerd op een persmedeling van het University College London. 

Meest gelezen