Nogle mennesker tror, at vulkanudbrud er forårsaget af skæbnen. Andre mener, at et vulkanudbrud er et tegn på, at et bjerg er forstyrret, fordi de beboere, der bor i nærheden, har syndet.

Men videnskaben har en anden forklaring.

Vulkaner er kanaler, der overfører underjordisk smeltet sten kaldet magma fra Jordens skorpe op til Jordens overflade. Disse kanaler har former som kegler, skjolde eller calderaer. Under en vulkan ligger et magmakammer, som er et reservoir af en enkelt stor mængde smeltet sten.

Det er den øgede magmabevægelse i en vulkan, der forårsager et udbrud. Disse bevægelser udløses af forskellige processer, der sker under, inde i og over magmakammeret.

Under magmakammeret

Vulkaner, der ligger i subduktionszoner – hvor Jordens bevægelige plader støder sammen, hvilket får den ene plade til at synke ned under den anden – modtager en konstant indsprøjtning af ny smeltet sten i magmakammeret.

Under magmakammeret smelter varmen fra Jordens kerne delvist eksisterende bjergarter til ny magma. Denne nye smeltede sten vil til sidst komme ind i magmakammeret. Når kammeret, der allerede er fyldt med et vist volumen, ikke kan indeholde den nye magma, vil det overskydende blive skudt ud gennem udbrud.

Denne proces sker normalt i cyklusser, så det er muligt at forudsige udbrud forårsaget af den. West Javas Mount Papandayan, der ligger på toppen af mødet mellem den eurasiske og den indo-australske plade, har en 20-årig cyklus og kan næste gang gå i udbrud i 2022. Det sidste udbrud fandt sted i 2002.

Tiden mellem udbruddene afhænger af, hvor hurtigt klippen smelter, hvilket påvirkes af hastigheden på den synkende plade. Jorden har flere subduktionszoner, og de subducerende plader bevæger sig generelt med en konstant hastighed på op til 10 centimeter om året. For Papandayan er hastigheden for den indo-australske plade, der subducerer under den eurasiske plade, omkring 7 cm om året.

Inden for magmakammeret

Aktiviteter inde i magmakammeret kan også forårsage udbrud. Inde i kammeret krystalliserer magmaen på grund af den faldende temperatur. Den krystalliserede magma, som er tungere end de halvflydende smeltede bjergarter, falder ned til kammerets bund. Dette skubber resten af magmaen opad og øger trykket på kammerlåget. Der sker et udbrud, når låget ikke længere kan holde trykket. Dette sker også i cyklusser og kan forudsiges.

En anden vigtig proces inde i magmakammeret er, når magmablandingen blander sig med de omkringliggende bjergarter. Denne proces kaldes assimilation. Når magmaen bevæger sig, interagerer den med stenene på kammerets foring.

I nogle tilfælde har vulkaner veje, så magmaen kan strømme ud til overfladen. Men hvis der ikke findes en vej, vil magmaet tvinge sig selv til et område, hvor der er mindre tryk. Det kan få væggene omkring kammeret til at kollapse.

Forestil dig, at du taber en mursten ned i en spand fuld af vand. Det første, der ville ske, er, at vandet sprøjter ud fra spanden.

Den stænkning af magma, der forårsages af den kollapsende kammervæg, vil forårsage et udbrud. Udbrud fra denne proces er svære at forudsige.

Over magmakammeret

Udbrud kan også ske på grund af tab af tryk over magmakammeret. Dette kan skyldes forskellige ting, f.eks. et fald i tætheden af stenene over kammeret eller smeltning af isen på toppen af en vulkan. En tyfon, der passerer en vulkan i kritisk tilstand, kan også forværre styrken af et vulkanudbrud.

Ruder, der dækker magmakammeret, kan gradvist blive blødere på grund af ændringer i mineralsammensætningen. Et fald i tætheden af de dækkende bjergarter gør dem til sidst ude af stand til at holde på trykket fra magmaen.

Hvad forårsager denne mineralogiske ændring? Nogle gange har vulkaner revner på overfladen, som gør det muligt for vand at sive ind og interagere med magma. Når dette sker, sker der hydrotermiske ændringer af stenene, hvilket resulterer i udbrud.

Det er også vigtigt, hvor magmaen kommer ud af vulkanen. Hvis lava eller pyroklastiske sten kommer ud gennem siden af en vulkan, kan tyngdekraften få denne del af vulkanen til at kollapse, hvilket medfører et pludseligt tab af dæktryk. Store udbrud sker normalt få øjeblikke efter et sektorkollaps.

Glaciale afsmeltning

Den globale opvarmning kan forårsage flere udbrud ved at få gletsjere på toppen af vulkaner til at smelte. Når store mængder is på toppen af vulkaner smelter, falder trykket over magmakammeret. Magma vil stige op for at finde en ny tilstand af balance og forårsage et udbrud.

En undersøgelse har vist, at det store udbrud af Eyjafjallajökull i Island i 2010 blev udløst af dette. Island mister skønsmæssigt 11 milliarder tons is hvert år, så der kan stadig være mere.

I 1991 havde Pinatubo-bjerget i Filippinerne et stort udbrud, da tyfonen Yunya ramte vulkanen og dens omgivelser. Pinatubo rumlede allerede i forvejen, men tyfonen forværrede eksplosionens styrke.

Tyfonens høje hastighed fik området omkring den til at miste et betydeligt tryk. Som følge heraf blev luftsøjlen over vulkanen fejet ind i tyfonens bane. Mount Pinatubo oplevede en trykændring, og et stort udbrud var uundgåeligt.

I betragtning af den vigtige rolle, som magma spiller i udløsningen af vulkanudbrud, kan en nærmere undersøgelse af magma hjælpe med at forudsige disse spektakulære naturbegivenheder.