Vulkanische gassen: wat een vulkaan uitademt
Vulkanische gassen zijn de gassen die vrijkomen uit magma wanneer het naar het aardoppervlak stijgt. Verreweg het meeste is waterdamp, daarna volgen koolstofdioxide (CO₂) en zwaveldioxide (SO₂), en verder kleine hoeveelheden waterstofsulfide (H₂S), waterstofchloride (HCl), waterstoffluoride (HF) en andere gassen. Ze zijn om drie redenen belangrijk: gas is de motor achter een uitbarsting, sommige gassen zijn dodelijk voor mens en dier, en grote erupties kunnen het klimaat op de hele aarde beïnvloeden. Hieronder lees je hoe dat zit, op basis van bronnen van de USGS en het Smithsonian Global Volcanism Program.
Op deze pagina
De belangrijkste vulkanische gassen
Elke vulkaan heeft zijn eigen 'gasvingerafdruk', en die verandert tijdens een uitbarsting. Toch zie je bijna overal dezelfde handvol gassen terug. Waterdamp is meestal veruit het grootste deel van de pluim: de witte wolken boven veel kraters bestaan vooral uit gecondenseerde stoom.
| Gas | Aandeel / rol | Belangrijkste gevaar | Hoe het gemeten wordt |
|---|---|---|---|
| Waterdamp (H₂O) | Meest voorkomend, meestal het grootste deel van de pluim; drijft explosieve erupties aan | Op de grond weinig; brengt bij grote erupties water in de stratosfeer | FTIR-spectroscopie, MultiGAS-sensoren |
| Koolstofdioxide (CO₂) | Meestal tweede; ontsnapt al op grote diepte uit magma | Verstikking waar het zich ophoopt in laagtes | MultiGAS, bodemgasmetingen, sensoren in vliegtuigen |
| Zwaveldioxide (SO₂) | Meestal derde; hét gas voor monitoring | Prikkelt de longen, vog, zure regen, afkoeling van het klimaat | COSPEC/DOAS, UV-camera's, satellieten |
| Waterstofsulfide (H₂S) | Klein aandeel; vaker bij rustige en hydrothermale vulkanen | Giftig in hoge concentraties; ruikt naar rotte eieren | Elektrochemische MultiGAS-sensoren |
| Waterstofchloride (HCl) | Klein aandeel | Zure regen, corrosie, afbraak van ozon in de stratosfeer | FTIR, filterpakketten |
| Waterstoffluoride (HF) | Klein aandeel | Fluorvergiftiging van grazend vee via as en gras | FTIR, analyse van as en water |
De verhoudingen verschillen sterk per vulkaan en in de tijd. Overzicht op basis van het USGS Volcano Hazards Program.
Waarom magma gas afgeeft
Diep onder de grond staat magma onder enorme druk. Die druk houdt water, CO₂ en zwavel opgelost in de gesmolten steen. Stijgt het magma, dan daalt de druk en kunnen de gassen niet langer opgelost blijven. Er ontstaan belletjes — precies zoals bij een fles frisdrank. Zolang de dop erop zit, zie je niets; draai je hem open, dan bruist het koolzuur eruit.
Niet elk gas komt op dezelfde diepte vrij. CO₂ lost veel slechter op dan water en ontsnapt dus al wanneer het magma nog kilometers diep zit. Water en zwavel volgen pas dichter bij het oppervlak. Daarom kan meer CO₂ aan het oppervlak een vroeg teken zijn dat er vers magma in beweging is.
Wat er daarna gebeurt, bepaalt het soort uitbarsting:
- Dun vloeibaar (weinig viskeus) basaltmagma laat de belletjes makkelijk ontsnappen. Het resultaat zijn meestal rustige lavafonteinen en lavastromen, zoals op Hawaï en IJsland.
- Taai (sterk viskeus), silicarijk magma houdt de belletjes vast. De druk loopt op tot het magma uit elkaar spat in as en het gas explosief uitzet.
Kort gezegd: hoge viscositeit + veel gas = explosieve uitbarsting. Gas is de brandstof; de taaiheid van het magma bepaalt of het rustig ontsnapt of alles opblaast. Lees meer bij eruptietypes en Vulkanologie 101.
Gezondheid en lokale gevaren
Gas is een van de stillere vulkanische gevaren, maar het treft mensen ook als een vulkaan níet uitbarst.
- CO₂ in laagtes: CO₂ is kleurloos, reukloos en ongeveer anderhalf keer zo zwaar als lucht. Het stroomt dus omlaag en verzamelt zich in kuilen, kelders, greppels en sneeuwgrotten. In hoge concentraties raak je binnen enkele minuten bewusteloos en kun je overlijden. Bij Mammoth Mountain in Californië sijpelt sinds ongeveer 1990 CO₂ uit de bodem; daardoor zijn bij Horseshoe Lake grote stukken bos afgestorven. In 2006 kwamen er drie leden van de skipatrouille om nadat ze in een met CO₂ gevulde holte in de sneeuw waren gevallen.
- Vog op Hawaï: SO₂ van de Kīlauea reageert in de lucht tot piepkleine sulfaatdeeltjes: vog, oftewel vulkanische smog. Het irriteert ogen en keel en kan astma verergeren, vooral benedenwinds op Big Island.
- Waterstofsulfide: herken je aan de geur van rotte eieren. Bij hoge concentraties raakt je reukvermogen verdoofd, zodat het waarschuwingssignaal verdwijnt precies wanneer het gevaar het grootst is.
- Fluorvergiftiging: tijdens de spleeteruptie van de Laki op IJsland (1783–84) sloeg fluor neer op het gras en raakte het grazende vee vergiftigd. Een groot deel van de IJslandse veestapel stierf, en de hongersnood die volgde kostte ongeveer een vijfde van de bevolking het leven.
- Zure regen: SO₂, HCl en HF lossen op in regen en mist. Dat beschadigt gewassen, laat metaal roesten en vervuilt regenwatertanks in de buurt van actieve kraters.
- As en gas samen: asdeeltjes nemen een zuur laagje gas mee naar de grond. Daardoor kan verse as ver van de vulkaan nog drinkwater en weiland vervuilen.
Limnische uitbarstingen: de ramp bij het Nyos-meer
Een limnische uitbarsting is een zeldzaam verschijnsel waarbij een diep meer plotseling een enorme wolk opgelost CO₂ loslaat. Het gebeurt in rustige, diepe kratermeren waar van onderaf vulkanisch CO₂ binnensijpelt. Het koude, zware bodemwater houdt het gas onder druk vast, net als in die fles frisdrank. Raken de waterlagen verstoord — door een aardverschuiving, een storm of doordat het water simpelweg verzadigd raakt — dan stijgt gasrijk water op, vormen zich bellen en 'kookt' het meer in een kettingreactie over.
Op 21 augustus 1986 liet het Nyos-meer in Kameroen een CO₂-wolk ontsnappen die door de omliggende dalen stroomde. Ongeveer 1.700 mensen en duizenden runderen stikten, sommigen kilometers van het meer vandaan. Twee jaar eerder, in augustus 1984, had een kleinere uitbarsting bij het nabijgelegen Monoun-meer al 37 doden geëist — een waarschuwing die pas achteraf goed werd begrepen.
Kan het opnieuw gebeuren in hetzelfde meer? Ja. De gastoevoer van onderen stopt niet, dus het diepe water laadt zich langzaam weer op met CO₂. Om herhaling te voorkomen zijn er ontgassingsbuizen geplaatst. Zo'n buis reikt tot in het bodemwater. Pomp je eenmaal water omhoog, dan daalt de druk, ontstaan er gasbellen en stuwen die het water vanzelf verder omhoog. De buis werkt dan als een fontein die zichzelf aandrijft en laat het CO₂ geleidelijk en ongevaarlijk ontsnappen. In het Nyos-meer werken zulke buizen sinds 2001, in het Monoun-meer sinds 2003.
Een veel groter aandachtspunt is het Kivumeer op de grens van Rwanda en Congo. Het diepe water bevat grote hoeveelheden opgelost CO₂ en methaan, en rond het meer wonen zo'n twee miljoen mensen. Er wordt inmiddels methaan gewonnen voor elektriciteit, wat ook de gaslast verlaagt, en wetenschappers houden het meer nauwlettend in de gaten.
Vulkanische gassen en het klimaat
Het grootste klimaateffect van vulkanen komt niet van CO₂, maar van SO₂. Een krachtige uitbarsting kan SO₂ tot in de stratosfeer blazen, hoger dan zo'n 10 tot 15 km. Daar wordt het omgezet in piepkleine druppeltjes sulfaataerosol, die zonlicht terugkaatsen de ruimte in. Ze kunnen een jaar of langer blijven zweven en koelen het aardoppervlak af.
- Pinatubo, 1991: de uitbarsting op de Filipijnen bracht zo'n 15 tot 20 miljoen ton SO₂ in de stratosfeer en verlaagde de gemiddelde temperatuur op aarde ruim een jaar lang met ongeveer 0,5 °C.
- Tambora, 1815: de grootste uitbarsting uit de geschreven geschiedenis leidde tot 1816, het 'jaar zonder zomer', met mislukte oogsten en voedseltekorten in Europa — ook in de Nederlanden — en Noord-Amerika.
- Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, 2022: deze onderzeese uitbarsting was bijzonder. Er kwam relatief weinig SO₂ vrij, maar wel een enorme hoeveelheid waterdamp, waardoor de hoeveelheid water in de stratosfeer met zo'n 10% toenam. Omdat waterdamp een broeikasgas is, onderzoeken wetenschappers nog wat het netto-effect is.
En CO₂? Vulkanen stoten het wel uit, maar weinig vergeleken met de mens. Volgens de USGS stoten menselijke activiteiten per jaar ongeveer 100 keer zoveel CO₂ uit als alle vulkanen op het land en onder zee samen. Vulkanen kunnen de huidige opwarming van de aarde dus niet verklaren. Meer over historische uitbarstingen lees je bij beroemde erupties.
Hoe wetenschappers vulkanisch gas meten
Gasmetingen zijn naast aardbevingen en bodemvervorming een van de belangrijkste manieren om vulkaanactiviteit te volgen.
- COSPEC en DOAS: de correlatiespectrometer (COSPEC), in gebruik sinds de jaren zeventig, mat SO₂ aan de hand van hoe het ultraviolet zonlicht absorbeert. Kleinere en goedkopere DOAS-spectrometers hebben hem grotendeels vervangen en draaien nu in automatische meetnetten op veel vulkanen. UV-camera's maken daarbij beelden van de SO₂-pluim.
- MultiGAS: draagbare of vaste sensorkastjes in de pluim die tegelijk CO₂, SO₂, H₂S en waterdamp meten.
- Satellieten: instrumenten als OMI en TROPOMI (aan boord van Sentinel-5P, mede ontwikkeld in Nederland) brengen SO₂ dagelijks vanuit de ruimte in kaart. Zo worden ook uitbarstingen op afgelegen plekken opgemerkt en worden gaswolken gevolgd die gevaarlijk zijn voor de luchtvaart.
- Gasverhoudingen: omdat CO₂ uit dieper magma ontsnapt dan SO₂, kan een stijgende CO₂/SO₂-verhouding erop wijzen dat er nieuw magma omhoogkomt. Bij vulkanen als de Etna zijn zulke veranderingen vóór uitbarstingen waargenomen.
Geen enkele meting voorspelt op zichzelf een uitbarsting, maar samen met seismische gegevens en metingen van bodemvervorming helpen gastrends observatoria te bepalen wanneer ze het alarmniveau moeten verhogen.
Veiligheidstips voor bezoekers
- IJsland: check tijdens uitbarstingen op het schiereiland Reykjanes de gasverwachting van het IJslandse meteorologische instituut (Veðurstofa) en blijf aan de windkant van de pluim. Ga nooit in kuilen vlak bij de lava staan.
- Hawaï: houd je aan afsluitingen in Hawaiʻi Volcanoes National Park. Mensen met astma of hartproblemen, jonge kinderen en zwangere vrouwen kunnen plekken met sterke dampen beter mijden.
- Etna en andere toppen: ga met een erkende gids, blijf uit de buurt van dampende openingen en keer om bij kortademigheid, duizeligheid of hoofdpijn.
- Overal: blijf niet hangen in laagtes, kraters of sneeuwgrotten waar CO₂ zich kan verzamelen. Een stofmasker beschermt wel tegen as, maar niet tegen gas.
Meer praktische tips vind je in onze gids voor vulkaanveiligheid.
Veelgestelde vragen
Welke gassen komen uit een vulkaan?
Kun je doodgaan door vulkanisch gas?
Kan een limnische uitbarsting in hetzelfde meer opnieuw gebeuren?
Stoten vulkanen meer CO₂ uit dan mensen?
Wat is vog?
Kort samengevat
- Waterdamp is het belangrijkste vulkanische gas, gevolgd door CO₂ en SO₂.
- Gas komt vrij als magma stijgt en de druk daalt; in taai magma blijft het gevangen en wordt de uitbarsting explosief.
- CO₂ hoopt zich op in laagtes en kan ongemerkt doden, zoals bij het Nyos-meer in 1986.
- SO₂ vormt sulfaataerosolen die de aarde na de Pinatubo met ongeveer 0,5 °C afkoelden.
- De mens stoot ongeveer 100 keer zoveel CO₂ uit als alle vulkanen samen.
Bekijk hoe gas zich verhoudt tot de andere gevaren bij vulkanische gevaren, of zie welke vulkanen nu actief zijn bij vulkaanactiviteit 2026. Werk je aan een spreekbeurt? Kijk dan ook bij spreekbeurt over vulkanen.