thumb|350px|Het Tenggermassief op Java met de vulkanen Semeru (achtergrond) en Bromo (voorgrond, met rookpluim) Vulkanisme is een verzamelnaam voor geologische processen aan het oppervlak, die het gevolg zijn van het omhoog komen van heet materiaal uit het binnenste van een planeet. Het omhoogkomende materiaal kan bestaan uit magma (gesmolten gesteente), maar ook uit vluchtige stoffen zoals gassen of vloeistoffen. Als dergelijk materiaal het oppervlak bereikt spreekt men van een eruptie of uitbarsting. Wanneer magma over het oppervlak uitstroomt, wordt het lava genoemd. Een eruptie kan echter vergezeld gaan van explosies, waarbij ook puin en as (tefra of pyroclastisch materiaal genoemd) weggeslingerd of de atmosfeer ingeblazen worden. Op de plek van de eruptie kan een vulkaan ontstaan, wanneer de eruptie explosief van aard is ontstaat een krater.
Als een lavastroom stolt, wordt het een stollingsgesteente. Gestolde lava is echter niet het enige product van vulkanisme. Bij een vulkaanuitbarsting kunnen ook as en puin uit de hemel vallen, dat in relatief korte tijd dikke lagen kan vormen. Dit materiaal is niet erg stabiel, zodat na een eruptie vaak landverschuivingen of modderstromen (lahars) voorkomen.
Op Aarde komt vulkanisme vooral voor langs de randen van tektonische platen. De aard van vulkanisme wordt bepaald door een combinatie van de ontwikkeling van het magma tijdens het omhoog komen door de aardkorst en de omstandigheden aan het oppervlak.
Sporen van vulkanisme thumb|350px|De vulkaan Osorno in Chili is een voorbeeld van een grote stratovulkaan. Deze vulkaan is zo hoog dat er permanent sneeuw op de top ligt. thumb|350px|De sintelkegel Puʻu ʻŌʻō op de flank van de Kīlauea, een schildvulkaan op Hawaï, tijdens een uitbarsting van pyroclastisch materiaal in 1983.
Vulkanen
In een gebied waar vulkanisme voorkomt kunnen veel landvormen ontstaan zijn door vulkanische activiteit. Het bekendst zijn vulkanen, de plekken waar lava of pyroclastisch materiaal vrijkomt tijdens uitbarstingen. Meestal bevindt zich onder de vulkaan een plek waar magma verzamelt, een zogenaamde magmakamer. Het magma kan via een doorgang, zoals een vulkaanpijp of een scheur (gang), naar het oppervlak bewegen.
Meestal denkt men bij een vulkaan aan een berg met de vorm van een conus. Dit type vulkaan wordt een stratovulkaan genoemd. Stratovulkanen hebben steile hellingen en kunnen grote hoogtes halen. Het zijn vaak de hoogste punten in de omgeving, zoals de Vesuvius (1281 m) in Italië of de Merapi (2968 m) op het Indonesische eiland Java. De hellingen van een stratovulkaan bestaan uit pyroclastisch materiaal zoals as of puin, afgewisseld met gestolde lavastromen.Tarbuck & Lutgens (1999), pp 96-98
Schildvulkanen zijn eveneens grote bergen, maar hebben de vorm van een koepel met flauwe hellingen. Voorbeelden zijn de Mauna Loa (top 4170 m boven zeeniveau) en Mauna Kea (4205 m boven zeeniveau) op Hawaï. De toppen van deze vulkanen liggen op 4170 en 4205 m boven zeeniveau, maar gerekend vanaf de bodem van de oceaan zijn ze meer dan 10 km hoog. Het volume en oppervlak van deze schildvulkanen is veel groter dan dat van de grootste stratovulkanen. Veel schildvulkanen hebben net als stratovulkanen een krater op de top van de vulkaan. Bij schildvulkanen kan de uitstromende lava zich vaak verzamelen in een lavameer in de krater. Schildvulkanen zijn grotendeels opgebouwd uit gestolde lavastromen en bevatten nauwelijks pyroclastisch materiaal.Tarbuck & Lutgens (1999), p 93
Andere landvormen Niet alle vulkanen zijn bergen. Sommige vormen zelfs een depressie in het landschap. Een voorbeeld zijn maren, diepe kraters van enkele kilometers of honderden meters doorsnee waarin soms een meertje te vinden is. Een maar is vaak wel omringd door een ring van as en puin.
Een caldera is een grote vulkanische krater met een doorsnede van meerdere kilometers. Caldera's kunnen meer dan één vulkaan bevatten. De grootste actieve caldera ter wereld is Yellowstone in het midden van de Verenigde Staten. Deze caldera is ongeveer 55 km breed. Van een caldera is in Yellowstone aan het oppervlak niet veel te zien: vanwege de enorme schaal valt die pas op luchtfoto's op.
Vulkanische kegels zijn relatief kleine (hooguit een paar honderd meter hoog) kegelvormige bergjes in de buurt van een vulkaan. Ze hebben steile flanken en bestaan grotendeels uit pyroclastisch materiaal. Dit soort kegels wordt, afhankelijk van het type materiaal waaruit ze bestaan, bijvoorbeeld sintelkegels, slakkenkegels of askegels genoemd. De meeste vulkanische kegels hebben een krater in de top. Wanneer de krater relatief groot is en het pyroclastische materiaal in een ring om de krater heen ligt, spreekt men van een tufring.
Een groot oppervlak bedekt met lavastromen en andere vulkanische landvormen wordt een vulkanische vlakte genoemd. Uit het verre verleden zijn vulkanische vlakten gevormd die zo groot zijn dat ze grote delen van continenten beslaan. Voorbeelden zijn de Deccan Traps in India of de Siberische Trappen in Siberië. Bij de omvang van de uitbarstingen waarmee zulke basaltvloeden gevormd werden vallen alle historische erupties in het niet.
thumb|350px|De geiser Strokkur op IJsland.
Vulkanische activiteit Geisers, warme bronnen, uitstoot van gassen effusie: lavastromen, lavafonteinen, lavameren, lava is afkomstig uit een magmakamer waarmee de vulkaan in verbinding staat explosief vulkanisme, extrusie: eruptiekolommen, pyroclastische stromen, gloedwolken, aswolken
Het belangrijkste onderscheid is tussen effusieve erupties, waarbij voornamelijk lava vrijkomt, en explosieve erupties, waarbij pyroclastisch materiaal uitgestoten wordt. Bij veel uitbarstingen komen beide soorten vulkanische activiteit samen voor.
Wolken heet gas en as kunnen ook zijwaarts uit een vulkaan komen en over het oppervlak bewegen. Deze fenomenen worden pyroclastische stromen genoemd en kunnen snelheden van 180 m/s bereiken. Bij de uitbarsting van Mount Pelée in 1902 vaagde een pyroclastische stroom door het stadje Sant-Pierre, zodat binnen een minuut vrijwel de gehele bevolking (ongeveer 28.000 mensen) omkwam.
freatomagmatisch vulkanisme lahars en andere aardverschuivingen
thumb|350px|Een dikke laag vulkanische as bedekte de omgeving rond de Pinatubo na de uitbarsting van 1991.
Producten van een vulkaan Vulkanen kunnen soms vele vierkante kilometers landoppervlak in een paar dagen met een dikke laag materiaal bedekken. Het soort materiaal is afhankelijk van de soort activiteit. Bij effusie komt lava vrij, die na afkoeling kristalliseert en een stollingsgesteente vormt. Uit welke mineralen het gesteente bestaat hangt af van de samenstelling van de lava. De belangrijkste componenten waarop lava's worden ingedeeld zijn de hoeveelheid silica (SiO2) en alkalimetalen. Gestolde lava met relatief weinig silica bevat mineralen als olivijn, pyroxeen, amfibool en mica. Voorbeelden zijn basalt en andesiet. Bij relatief veel siliciumdioxide vormen zich mineralen als veldspaat en kwarts. Lava met deze samenstelling en mineralen wordt bijvoorbeeld daciet of ryoliet genoemd.
De producten van extrusie heten pyroclasten, tefra of ejecta. Tefra kan zowel uit klodders lava als uit brokken vast gesteente bestaan. Vulkanologen noemen de eerste "juveniel". Aan een laag tefra kunnen ze uit de hoeveelheid juveniele deeltjes afleiden wat de aard en het verloop van de eruptie was. De kleinste tefradeeltjes worden as genoemd. Deeltjes van een paar cm groot heten lapilli en de grootste brokstukken zijn vulkanische bommen.
tufsteen, scoria vulkanische breccies, ignimbrieten afzettingen van vulkanische stromen
Oorzaken van vulkanisme 350px|thumb|Vulkanische en magmatische processen in en op de Aarde Vulkanisme wordt veroorzaakt door het verschil in temperatuur tussen het binnenste van de Aarde en de buitenkant. Dit temperatuurverschil zorgt voor een continue stroming van warmte en materiaal van het binnenste van de Aarde naar buiten. Van vulkanisme spreekt men als deze energie en dit materiaal aan het oppervlak of in de atmosfeer vrijkomen. Het is onderdeel van een groter proces, dat begint bij het ontstaan van magma door het smelten van gesteente en het omhoogkomen van dat magma. Er zijn veel verschillende soorten en vormen van vulkanisme, omdat de fysieke eigenschappen van het magma sterk kunnen verschillen. Welk type magma ontstaat wordt bepaald door geodynamische omstandigheden. Welke soort vulkanisme voorkomt hangt daarnaast ook van de oppervlakte-omstandigheden af.
Geodynamische omstandigheden Het meeste vulkanisme op Aarde valt te verklaren met platentektoniek. Volgens deze theorie wordt het aardoppervlak verdeeld in platen of schollen, die ten opzichte van elkaar bewegen. De beweging wordt aangedreven door convectiestroming in de aardmantel. Aan het oppervlak beperkt vulkanisme zich voornamelijk tot de randen van de platen. De Pacifische Plaat (de plaat onder de Grote Oceaan) wordt bijvoorbeeld omringd door een gordel van vulkanen, die de Ring van Vuur genoemd wordt.
Waar twee platen uit elkaar bewegen spreekt men van een divergente plaatgrens. De meeste divergente plaatgrenzen liggen in de oceanen, bij zogenaamde mid-oceanische ruggen. Divergente plaatgrenzen in continenten vormen langgerekte depressies in het aardoppervlak, die riften genoemd worden. Verreweg de meeste vulkanen ter wereld zijn submariene vulkanen bij een mid-oceanische rug, en verreweg het meeste magma dat uitbarst komt vrij bij mid-oceanische ruggen.Schmincke (2004), pp 17-18
thumb|350px|Platentektoniek: convectiestroming in de mantel drijft het bewegen van tektonische platen aan het oppervlak aan. Bij divergente plaatgrenzen vindt spreiding plaats, bij convergente grenzen subductie. Beide zorgen voor vulkanisme. Waar twee platen naar elkaar toe bewegen, spreekt men van een convergente plaatgrens. De ene plaat schuift op die plekken (subductiezones) onder de andere de mantel in. De meeste actieve subaeriale vulkanen (vulkanen op het land) liggen boven subductiezones. Hier kan een vulkanische boog ontstaan. Hoewel vulkanisme bij subductiezones minder dan 10% van alle uitbarstend magma ter wereld levert, is dit vanuit menselijk perspectief veel belangrijker. Ruim 80% van alle historische uitbarstingen van vulkanen vond plaats langs convergente plaatgrenzen.
Een derde type is vulkanisme dat midden in een plaat voorkomt ("intraplaat-vulkanisme"). De oorzaak van zulk vulkanisme wordt gezocht in het omhoog stromen van heet materiaal in de mantel (een mantelpluim). Aan het oppervlak ontstaat een vulkanologisch actief gebied, een zogenaamde hotspot. Een voorbeeld van een hotspot in een oceaan is Hawaï. Voorbeelden op continenten zijn de Vulkaaneifel in Duitsland, Yellowstone in de V.S. en de Chaîne des Puy in het Franse Centraal Massief.
Op sommige vulkanische activiteit zijn meerdere situaties van toepassing. Het vulkanisch zeer actieve IJsland ligt bijvoorbeeld zowel boven een hotspot als op een divergente plaatgrens. Op plekken waar een subductiezone ophoudt of meerdere subductiezones samenkomen zijn vaak grote vulkanen te vinden. Voorbeelden zijn de 3350 m hoge Etna op Sicilië, de 3776 m hoge Fuji op het Japanse Honshu of de 4835 m hoge Kljoetsjevskaja Sopka op het Russische Kamtsjatka. Deze vulkanen hebben zowel kenmerken van subductievulkanisme als van intraplaat-vulkanisme.
thumb|350px|Deze figuur laat voor vier verschillende geodynamische situaties het verloop van de temperatuur (de geotherm, rood) en de smelttemperatuur van gesteente (de solidus, groen) zien. Bij mid-oceanische ruggen en mantelpluimen ligt de geotherm verder naar rechts t.o.v. de normale situatie, bij subductiezones ligt de solidus vanwege de aanwezigheid van zeewater in de subducerende plaat verder naar links. Alleen wanneer de twee curven elkaar snijden ontstaat magma.Duff (1993), p 58-60; Schmincke (2004), p 24
Vorming van magma