Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd in het National Geographic Magazine, editie 12, 2021.
De kleuren van een vulkaan kun je even goed voelen als zien. De heetste lava van de fa*gradalsfjall op IJsland, een vulkaan op zo’n dertig kilometer van hoofdstad Reykjavik, is witgeel. Koelt het gesteente af, dan verandert het in oranje, rood en uiteindelijk diepzwart. Fotograaf Stephen Wilkes wist het ‘buitengewoon dynamische kleurenspectrum’ van de vulkaanuitbarsting in mei 2021 vast te leggen.
De afbeelding toont hoe het landschap in de loop van een etmaal verandert. Wilkes gebruikte zeven tig van de 1123 foto’s die hij in zijn 21 uur durende bezoek vanuit één camerastandpunt maakte, en voegde ze samen tot een samengestelde afbeelding. Het resultaat is een compilatie van Wilkes’ favoriete momenten, gevangen in één beeld.
Het maken van de foto was een hectische aan gelegenheid. Wilkes nam een nachtvlucht naar IJsland, deed een coronatest en werkte een lunch naar binnen, waarna hij in een helikopter stapte om potentiële fotolocaties te beoordelen. Zijn keuze viel op een steile heuvel ten oosten van de fa*gradalsfjall: volgens zijn berekeningen zou de ondergaande zon daar uitlijnen met de vuurspuwende krater van de vulkaan.
Naarmate de zon verder naar de horizon kroop, werd de vulkaan minder actief. Maar net toen zijn plan dreigde te mislukken, kwam de vulkaan sputterend tot leven. Wilkes voelde een bijna spirituele band met de diepe kleuren van de zonsondergang boven de gouden lava van de vulkaan, veroorzaakt door een combinatie van krachten die onze planeet sinds haar vroegste jaren heeft vorm gegeven. ‘Daarmee is alles begonnen.’
In lavatunnels die na een vulkaanuitbarsting op Hawaï zijn ontstaan, is een goudgele laag van micro-organismen te zien.
De wind geselt het IJslandse landschap, Solange Duhamel gaat er met haar rug tegenin staan. Ze beschermt haar gezicht tegen de hagelstenen en wacht tot de aprilstorm gaat liggen. En toch kan ze haar ogen maar niet afhouden van het ontzagwekkende spektakel voor zich.
Uit de krater van de fa*gradalsfjall kolkt een stroom gloeiende lava naar buiten. De uitbarsting is al weken aan de gang en de vallei waar Duhamel staat, is bijna geheel volgestroomd met gitzwart gesteente. De hagel die op het lavaveld valt, verdampt direct tot mistflarden.
Duhamel is milieumicrobioloog en biogeochemicus aan de University of Arizona en bestudeert hier het ontstaan van nieuw land. Vulkaanuitbarstingen worden vaak gezien als brengers van dood en verderf, maar dat is slechts de halve waarheid: evengoed plaveien ze de weg voor een regenboog aan levensvormen.
Meer dan tachtig procent van het gesteente aan het oppervlak van de aarde heeft een vulkanische oorsprong. Vulkanen vormden kraters, bergen, eilanden en plateaus. Bij een uitbarsting komen voedingsstoffen mee uit het binnenste van onze planeet die worden verspreid via stenen en as. Wanneer ze in de bodem terechtkomen, leidt dat tot vruchtbare grond. De voedingsstoffen komen vrij door een samenspel van wind, water en micro-organismen. Die veranderen de grijstinten van de lava in roodbruine en mosterdgele grond, die in een mum van tijd groen kleurt van jonge planten.
Onttrokken aan het oog, onder sommige vulkanische oppervlakken, komt een subtieler kleurenpalet tot leven. In onderaardse holten groeien micro-organismen die hun voeding mogelijk deels halen uit organische stoffen die van de oppervlakte naar beneden sijpelen. Als je met ultraviolet licht op onderaardse wanden schijnt, zie je een microbiële lichtshow. ‘Je ziet kleinere, losse kolonies en lagen van organismen in de mooiste kleuren,’ zegt astrobioloog Jen Blank van het Ames Research Center van NASA.
Dat de fa*gradalsfjall op 19 maart uitbarst, is voor Duhamel een buitenkans. Nu kan ze een van de vroegste stadia in de ontwikkeling van lava van dichtbij bekijken: wanneer microben het afgekoelde oppervlak koloniseren.
Afgekoelde lava is aanvankelijk niet vruchtbaar omdat deze op temperaturen van meer dan 1100 °C de aarde uit komt, te heet voor elke vorm van leven. Duhamel en haar collega’s nemen wekelijks monsters van de bovenlaag om inzicht te krijgen in wat er verschijnt en wanneer. ‘Het komt niet vaak voor dat je zo kort na een uitbarsting onderzoek kunt doen,’ zegt ze.
In lavatunnels die na een vulkaanuitbarsting op Hawaï zijn ontstaan, zijn blauwe en paarse oxidatie op druipstenen ontstaan.
Zelfs afgekoeld is vers lavagesteente geen vriendelijke omgeving voor levende organismen. Vulkanische as en gesteenten zijn rijk aan magnesium, ijzer, calcium, kalium en andere mineralen, maar deze voedingsstoffen zijn niet eenvoudig te gebruiken. Veel belangrijke basisstoffen voor het leven, zoals koolstof, zijn er ook maar mondjesmaat in te vinden. Pioniers moeten het dus slim aanpakken. Allereerst verschijnen bijvoorbeeld micro-organismen die stikstof uit de lucht halen en dat gas omzetten in vormen die andere organismen makkelijker kunnen gebruiken. Zo bereiden ze de weg voor latere gasten.
Intussen beginnen het gesteente en de as langzaam uit elkaar te vallen, wat te zien is aan de chemische veranderingen in de metalen die erin zitten. Vooral ijzer is van belang: dat oxideert tot ijzeroxiden – een daarvan kennen we als roest. De veranderingen in uiterlijk en chemische samenstelling worden voor een deel veroorzaakt door wind en water, maar ook micro-organismen kunnen de metalen in het gesteente transformeren.
In dit kleurrijke proces is een sleutelrol weggelegd voor de snelle afbraak van vulkanisch glas, dat ontstaat in snel afkoelende lava. Maar de snelheid waarmee vulkanische grond wordt gevormd en de kleur die deze aanneemt, zijn evengoed afhankelijk van temperatuur, samenstelling van het water en plantengroei. Zo vind je rode grond vaak op plaatsen waar de bodem droog en schaars begroeid is en het gesteente veel ijzer bevat. Op koele, natte plekken met veel plantengroei kleurt de bodem geel of bruin door het de aanwezigheid van organisch materiaal.
Doordat lava verweert, kunnen grotere levensvormen ontstaan. De grijsgroene, feloranje of mosterdgele plakkaten en franjes van orstmossen ontstaan meestal als eerste. Deze organismen zijn feitelijk een symbiose van schimmels en algen, die samen kunnen overleven onder lastige omstandigheden die planten vaak fataal worden.
Vulkanische erupties maken het doek klaar voor het leven boven de grond, maar ook eronder. Wanneer de gesmolten steen stroomt als een rivier, kunnen de bovenste lagen afkoelen en een dikke korst vormen die de lava eronder isoleert. Wordt de stroom omgeleid of komt een uitbarsting tot een einde, dan blijft er een zogenoemde lavatunnel achter.
Die tunnels lijken net lege zwarte buizen, maar in werkelijkheid bevatten ze micro-organismen in allerlei verschillende kleuren. In sommige tunnels kom je Actinobacteria tegen in goudkleurige, waterafstotende biofilms, vertelt Blank. Andere micro-organismen lijken met ‘grotkoraal’ of geelbruine poliepen mee te groeien. Als je er met ultraviolet licht op schijnt, komen verborgen kleuren tevoorschijn: fluorescerend blauw, oranje en groen.
In het kleurenpalet van vulkanen is de wisselwerking tussen geologie en het leven terug te zien, een samenwerking waardoor onze planeet er nu uitziet zoals we haar kennen. Wellicht kan dit samenspel wetenschappers in de toekomst van dienst zijn in hun zoektocht naar buitenaards leven. Misschien zijn deze bijzondere verschijningsvormen, die in onze ogen zo excentriek zijn, in andere werelden heel gewoon.
Maya Wei-Haas is wetenschapsredacteur bij National Geographic.
Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd in het National Geographic Magazine, editie 12, 2021.
