Europa’s gevaarlijkste supervulkaan ‘op uitbarsting’ en kan wereldwijde winter inluiden

Een uitbarsting zou massale uitstervingen kunnen veroorzaken, gewassen kunnen vernietigen en mensen die in de buurt wonen geëvacueerd kunnen zien – maar wetenschappers ontkennen dat een dergelijk incident “onvermijdelijk” is en leggen uit welke triggers het tot een potentieel breekpunt zouden kunnen drijven.

Een Italiaanse “supervulkaan” zou de aarde in een wereldwijde winter kunnen storten, zoals wetenschappers voorspellen dat deze binnenkort voor het eerst sinds 1538 zou kunnen uitbarsten, zoals beschreven in een nieuwe studie.

De korst van de Campi Flegrei-vulkaan, nabij Napels in Zuid-Italië, wordt zwakker en vatbaarder voor scheuren, “waardoor een uitbarsting waarschijnlijker wordt”, aldus recent gepubliceerd onderzoek in het tijdschrift Communications Earth & Environment.

Als de uitbarsting vergelijkbaar zou zijn met de grootste vorige, zou het gesmolten gesteente en vulkanische gassen hoog in de stratosfeer lanceren.

Dit zou leiden tot tsunami’s van 33,5 meter hoog en de verspreiding van zwavel en giftige as die de aarde jarenlang in de wereldwijde winter zouden kunnen storten, waarbij zowel gewassen als dieren in het wild zouden worden vernietigd.

En het grootste risico lopen de ongeveer 500.000 mensen wiens huizen in de buurt van de supervulkaan liggen – velen van hen in de kustplaats Pozzuoli.

Je zou het misschien niet verwachten in dit gebied, een vulkaan. Vooral omdat Campi Flegrei er niet op lijkt. Hij heeft niet die typische konische vorm. Het is een caldera, een vulkaan waarvan de top ooit is ingezakt. Sindsdien ligt hier een vrij normaal ogend heuvellandschap. De caldera heeft een doorsnee van 12 kilometer. Het walmende, kokende gat bij Pisciarelli, waar we nu staan, is er slechts een heel klein onderdeel van.

Caliro en Pappalardo vragen zich af of de bewoners van het dorp beseffen welk gevaar er dreigt. Pappalardo wijst naar een omheind kunstgrasvoetbalveldje, zo’n dertig meter verderop. „Daar wordt nog steeds rustig gevoetbald”, zegt ze. Op vijftig meter ligt het eerste huis.

Caliro komt hier bijna wekelijks, vertelt hij. Continu wordt hier van alles gemeten: de druk net onder de grond, de samenstelling van de gassen, hun temperatuur. Dat de fumarole groeit, en dat ook het volume aan gassen toeneemt dat er dagelijks uit ontsnapt, is voor Caliro en Pappalardo een teken dat zich ondergronds weer iets roert. Zoals dat de afgelopen decennia vaker gebeurde.

Alsof ballon wordt opgeblazen

In de periode 1969-1972 kwam de grond onder het havenstadje Pozzuoli, in het centrum van de caldera, met bijna twee meter omhoog. Alsof een ballon werd opgeblazen, maar dan eentje van meerdere kilometers groot. Van 1982 tot 1984 ging het nog eens met bijna twee meter omhoog. Die stijging lokte veel aardbevingen uit. Voormalige Romeinse resten in de baai van Pozzuoli kwamen opeens weer boven water te liggen. Tot een uitbarsting kwam het toen niet. „Maar wat niet is…”, zegt Caliro.

Na 1984 ‘ontspande’ de ondergrond wel iets, maar sinds 2005 is het proces van grondverheffing, in vaktermen bradyseïsme, weer aan de gang. Dit keer wel een stuk trager. Ook aardbevingen worden weer gemeten, hoewel nog relatief beperkt. Bij de fumarole in Pisciarelli is de temperatuur van de gassen net onder het aardoppervlak opgelopen van 95 graden Celsius in 2009 tot 115 in 2015. Alles bij elkaar zijn de ontwikkelingen in het kratergebied reden geweest voor het nationaal veiligheidsorgaan Protezione Civile om een alarmfase hoger te gaan, van code groen naar geel. „Alles wat we zien wijst in dezelfde richting”, zegt Caliro. Hij bedoelt: een verhoogde ondergrondse activiteit.

We lopen terug de helling op, en gaan op weg naar de volgende bestemming. Onderweg vertelt Pappalardo dat de Campi Flegrei zo’n 39.000 jaar geleden met een gigantische uitbarsting is ontstaan – het verdwijnen van de Neanderthalers uit Europa is ermee in verband gebracht. Rond 15.000 jaar geleden was er een volgende grote uitbarsting. „Sindsdien hebben zich in de caldera 70 kraters gevormd”, zegt ze. „Slechts een paar zijn goed behouden gebleven.” Pappalardo zegt dat Campi Flegrei te vergelijken is met Yellowstone Park in Amerika. Ook dat is een supervulkaan, en een caldera. Alleen is Yellowstone met een doorsnee van 65 kilometer een paar maatjes groter.

Caliro rijdt de auto het terrein op van de Solfatara-krater, die net rechts van het midden van de caldera ligt. Dit gebied is wel toegankelijk voor publiek. Her en der lopen kluitjes scholieren. „Vast geen Italiaanse”, moppert Caliro, „want die worden hier niet naartoe gebracht.” En inderdaad, het blijken Franse tieners.

De kratervlakte wordt aan één kant begrensd door heuvels. Overal zie je witte pluimen opstijgen. Caliro parkeert de auto aan de rand van de vlakte. We stappen uit.

Caliro vertelt dat er de afgelopen decennia ontzettend veel onderzoek is gedaan aan de Campi Flegrei, vooral vanwege het dreigende gevaar. Men wil weten hoe het systeem er ondergronds uitziet, en wat er gebeurt. Ook in dit opzicht is Campi Flegrei geen gewone vulkaan. Want meestal komen er gassen als waterstoffluoride en waterstofchloride aan het aardoppervlak vrij. Maar die worden hier niet gemeten. De gassen zijn, onderweg naar boven, al omgezet. Dat komt doordat ze in contact komen met een waterrijke laag, waarin allerlei chemische reacties plaatsvinden. „Uit al het onderzoek weten we dat het ondergrondse systeem uit twee delen bestaat”, zegt Caliro.

Gloeiend hete gassen

Op zo’n acht kilometer diepte bevindt zich de magmakamer. En op een diepte van twee tot drie kilometer ligt die waterrijke laag, in vaktermen een hydrothermaal reservoir. De gloeiend hete gassen die uit het magma ontsnappen en opstijgen, komen een paar kilometer hogerop in contact met water. Dat verdampt, stijgt op, en condenseert weer in de bovenste aardlaag. Daarbij komt veel warmte vrij, waardoor gesteente opwarmt. Ook in dit opzicht, vult Pappalardo aan, lijkt Campi Flegrei op Yellowstone. Die heeft dezelfde opbouw.

Maar dat is slechts het basisplan, gaat Caliro verder. Over allerlei details bestaat nog veel onduidelijkheid. „Omdat het hier geologisch zo complex is.” Wat is bijvoorbeeld de oorzaak van de grondverheffing? Neemt de druk toe omdat de magmakamer vanuit diepere lagen wordt bijgevuld, of omdat er magmatische gassen vrijkomen?

Een andere vraag waarop nog geen eenduidig antwoord is: staat de diepe magmabron in verbinding met het ondergrondse Vesuvius-systeem? Pappalardo denkt van wel, maar uitgemaakt is dit niet.

Caliro legt uit waar ze bang voor zijn – hij heeft het met zijn collega’s ook in het recente artikel in Nature Communications beschreven. Ze vrezen een plotselinge verandering in de gassen die uit het magma vrijkomen. Dat heeft weer te maken met een verandering in de druk. Bij hoge druk komt er vooral CO2 uit vrij, bij lagere druk is dat waterdamp. Het idee is dat de druk van ontgassend magma vermindert, en op een gegeven moment een kritieke grens nadert waarbij opeens heel veel meer waterdamp vrijkomt. Daardoor neemt plotseling ook de warmte-overdracht op het bovenliggende gesteente sterk toe. Wellicht veranderen daardoor de mechanische eigenschappen van het gesteente, waardoor het makkelijker tot een uitbarsting komt. Caliro zegt dat er aanwijzingen zijn dat de druk in de magmakamer aan het afnemen is, en de temperatuur van het hydrothermaal systeem aan het toenemen. „Daarom denken we dat het systeem de kritieke grens nadert”, zegt hij. Maar Caliro zegt er meteen bij dat de modelberekeningen onzekerheden en aannames bevatten.

Grote Mond

Even verderop dromt een groepje scholieren samen bij een plek waar veel damp uit de bodem komt. Ze nemen foto’s. Deze plek is ook in trek omdat er een serie opvallend geel-oranje gekleurde stenen ligt. Volgens Caliro is het een niet-giftige arseenzwavelverbinding die de stenen deze kleur geeft. „De plek hier wordt Bocca Grande genoemd.” Grote Mond.

Terug bij de auto pakt Pappalardo een kaart van Campi Flegrei uit de auto en probeert die open te vouwen. Maar het waait te hard. „Oh, dit gaat niet.” Caliro maakt de achterklep van de auto open, en Pappalardo legt de kaart op de bodem van de laadruimte. Het idee, zegt ze, is dat er drie eerdere fasen van vulkanische activiteit zijn geweest. „In de derde fase, tussen 5.500 tot 3.800 jaar geleden, concentreerde de activiteit zich hier, onder de Agnano-vlakte.” Ze wijst een gebied aan in het noordoosten van de caldera. De nieuwste fase van activiteit, vervolgt ze, is begonnen met de uitbarsting in 1.538 n.Chr. Daarbij is Monte Nuovo ontstaan. Die ligt in het noordwesten van de caldera. Ook toen was er eerst bradyseïsme, gecombineerd met aardbevingen. „Het was een relatief milde uitbarsting”, zegt Pappalardo. Die actieve fase is nog steeds gaande. Allebei hopen ze dat de volgende uitbarsting nog lang op zich zal laten wachten. „Tegelijk is het een prachtig gezicht, die dampende, onrustige aarde”, zegt Pappalardo.

Het is tijd om terug te gaan. We stappen in de auto en rijden richting Napels. Waar ruim vier miljoen mensen wonen.