Vulcanen of vuurspuwende bergen zijn zoodanige, die door een kanaal in verband staan met onderaardsche ruimten en daarlangs gesteenten, gassen enz. in een gloeijenden toestand uitbraken. Hebben zulke uitbarstingen in het geschiedkundig tijdperk plaats gegrepen, zoo bestempelt men de vulcanen met den naam van werkzame, in tegenoverstelling van de uitgedoofde, die van ouds in rust zijn en zich enkel onderscheiden door hun vulcanischen bouw. Deze verdeeling is echter niet volkomen juist, daar schijnbaar uitgedoofde vulcanen wel eens plotselijk in werkzame veranderden. De Vesuvius bijv. werd vóór zijne uitbarsting in 79 na Chr. als een uitgedoofde vulcaan beschouwd, omdat in de geschiedenis geene vroegere van hem was opgeteekend, en een tweede tijdperk van rust nam eerst een einde bij de geweldige uitbarsting van het jaar 1631.
De vulcanen hebben meestal de gedaante van een afgeknotten kegel, op wiens top men den trechtervormigen mond van het kanaal of den krater aantreft. De afmetingen dier bergen en kraters zijn zeer verschillend; men heeft vuurspuwende bergen ter hoogte van nog geen 30 Ned. el en andere, zooals de Cotopaxi, welke tot de hoogste toppen der Aarde behooren, terwijl de middellijnen der kraters zich uitstrekken van eenige weinige Nederlandsche ellen tot onderscheidene Nederlandsche mijlen. Sommige vulcanen hebben slechts één krater, andere hebben er onderscheidene in hunne wanden, bijv. de Etna ongeveer 700 en de Vesuvius 30. De kegels der vulcanen zijn laagsgewijs opgebouwd van uitgeworpene stoffen, maar worden bij latere uitbarstingen ook wel eens geheel of gedeeltelijk vernietigd. Trouwens de vorm der vuurspuwende bergen verandert veelal bij iedere uitbarsting. Naar gelang der zelfstandigheden, waaruit zij bestaan, onderscheidt men lava-, tuf-, gruis- en gemengde kegels, en deze laatsten komen het meest voor. Zij verheffen zich op bezonkene lagen of op oudere vulcanische gesteenten. Voorts ziet men bij vele vulcanen eene geheele of gedeeltelijke omwalling en alzoo tusschen deze en den in het midden verrijzenden kegel een diep dal.
Bij den Vesuvius is de Monte Somma een gedeelte van zulk eene omwalling. De school der oudere geologen (Elie de Beaumont, Buch, Humboldt, Klöden) gaf aan dezen ringvormigen wal den naam van opheffingskrater en onderstelde, dat de vulcanische werkzaamheid in de diepte er den bodem had opgestuwd. Dit gevoelen vond steun in de aanmerkelijke helling der lavabeddingen en in de dalen, die stralenvormig van den rand dier omwalling naar buiten voortschrijden. Deze theorie is echter door Lyell, Scrope, Hartung en Reisz op eene overtuigende wijze bestreden, door de waarneming, dat de lavastroomen zelfs op eene sterke helling kunnen verstijven, zoodat die hellende stand der banken vermoedelijk aanstonds en niet door eene latere opstuwing is ontstaan, terwijl gemelde dalen waarschijnlijk door het water zijn uitgespoeld. Eene Sommavorming, zooals bij den Vesuvius, is dus niets anders dan het overblijfsel van een ouderen, grooten krater, in wiens middelpunt een nieuwe kegel verrees. Dit is de caldera- of ketelvorm, dien men vooral op het eiland Palma aantreft. Minder overeenstemming van gevoelen bestaat er over den oorsprong van cirkel- of ellipsvormige dalen, door een tagen wal van tuf omringd, schoon ook wel zonder dezen, en dikwijls met water gevuld. Men vindt deze in den Eifel, in Auvergne, in het Albaansche Gebergte, op Java enz.; veelal worden zij beschouwd als uitbarstingskraters, door de spanning van gassen ontstaan, terwijl anderen hun ontstaan toeschrijven aan het dalen van den bodem.
Von Seebach onderscheidt voorts laagsgewijze en eenvormige vulcanen. De eersten, de meest algemeene, zijn van nieuweren oorsprong en bezitten een krater, terwijl de laatsten, in het eenvormige tertiaire gesteente gelegen, voorzien zijn van eene uitbarstingsspleet. Bij de werkzame vulcanen onderscheidt men tusschen de uitbarstingen tijdperken van rust. De duur van deze is zeer verschillend en kan zich zelfs over eeuwen uitstrekken. Inmiddels geven gas-uitwasemingen (waterdamp, zwavelwaterstof, zwavelig zuur, zwavel, koolzuur, zoutzuur, boorzuur) steeds getuigenis van eene onderaardsche worsteling. Eene reeks van ligchamen (chloriden, sulphaten, zwavel) zijn regtstreeksche of (zooals ijzerglans) middellijke voortbrengselen dezer uitwaseming. Op vele plaatsen der Aarde bepaalt zich sinds menschengeheugen de vulcanische werkzaamheid bij zulke uitwasemingen, welke men gewoonlijk beschouwt als de laatste stuiptrekkingen der vulcanische kracht. Hebben hierbij zwavel en zwavel verbindingen de overhand, dan noemt men zulke plaatsen solfatara's, en is koolzuur het voornaamste gas, dan heet men ze mofetten, terwijl waterdamp, vermengd met andere gassen, fumarolen vormt.
Voorts verschijnen in de tijdperken van rust slechts zelden zoogenaamde bommen of losgerukte brokken van de kokende lava der diepte, welke in de lucht bij eene om wentelende beweging tot bolvormige massa’s verstijven. Van tijd tot tijd echter vermeerdert de hoeveelheid dezer uitgeworpene stoffen, en de trillingen en schokken van den kegel en van den geheelen berg verkondigen eene naderende uitbarsting, welke zich vertoont in de uitstorting van lavastroomen over den kraterrand of uit zijspleten van den kegel. Met betrekking tot den Warmtegraad, de mate van vloeibaarheid, de snelheid van beweging, de snelheid van afkoeling en de hoeveelheid wegstroomende stof kan men geene aigemeene regels vaststellen. Over eene sterke, helling stroomt de vloeibare lava met verbazenden spoed, terwijl andere stroomen jarenlang noodig hebben om weinige Ned. ellen te doorloopen. Weldra is de weggevloeide lava met eene afgekoelde korst bedekt, die door de werking van het nog vloeibare gedeelte gedurig wordt opengescheurd, terwijl dit laatste vaak gedurende tientallen van jaren een hoogen warmtegraad behoudt. Een enkele lavastroom levert eene verbazende hoeveelheid gesteente; de massa, welke den 29sten Augustus 1874 uit den Etna wegvloeide, wordt geschat op l1/2 millioen Ned. teerling-ellen, en op IJsland zijn lavastroomen bekend met eene lengte van 10 en eene breedte van 2 geogr. mijl bij eene diepte van 40 Ned. el. Gedurende de uitbarsting klimt de hoeveelheid der vaste stoffen, welke door den vulcaan worden uitgeworpen; hiertoe behooren de groote bommen, de kleinere lapilli (rapilli), het nog fijnere zand en de stofvormige asch. Vooral deze laatste wordt in groote hoeveelheid uitgeworpen; in 79 na Chr. werden, bij eene uitbarsting van den Vesuvius, Herculanum en Pompeji door eene aschlaag ter dikte van eenige Ned. ellen bedolven.
Zij is tevens het hoofdbestanddeel van de donkere zuil, die in den weerschijn van de gloeijende lava der diepte zich wel eens met eene hoogte van honderde Ned. el boven den krater in den vorm van een pijnboom vertoont. De luchtstroom vervoert die ligte asch wel eens tot op verren afstand en bragt ze in het voorjaar van 1875 zelts van Ijsland naar Skandinavië. Met de asch vermengen zich dikwijls waterstroomen, door het smelten der sneeuw op hooge vulcanische toppen ontstaan, en slijkvloeden, die somtijds vrije zuren bevatten, en verwoesten den plantengroei der berghelling, terwijl zij bij verharding den tuisteen vormen. Volgens de vermelding van von Humboldt vindt men in Zuid-Amerika stroomen van koolhoudend slib, die naar zijne meening uit echte vulcanen zijn weggevloeid, maar latere bezoekers hebben aangetoond, dat die stroomen slechts veenvormingen zijn, terwijl zij de ligplaats der lavastroomen, wier bestaan men te voren ontkende, er hebben aangewezen. Ook de bodem der zee kan het tooneel wezen der vulcanische werkzaamheid. Door de ophooping der uitbarstingsstoffen ontstaan dan eilanden, die echter wel eens na eenigen tijd weder verdwijnen. Ook boven reeds vermelden dubbelen vorm der vuurspuwende bergen, namelijk met of zonder omwalling, merkt men op bij de eilanden, door onderzeesche uitbarstingen verrezen.
De Santorin-eilanden, waar sedert 1866 aanhoudend uitbarstingen hebben plaats gehad, vertoonen eene dergelijke gedaante als de Vesuvius; Thera, Theresia en Aspronisi zijn de overblijfselen der vroegere somma, terwijl de Kaimeni-eilanden, het tooneel der uitbarstingen van den nieuweren tijd, zich in het centrum verheffen. — Met betrekking tot de geographische verspreiding onderscheidt men alleenstaande vulcanen, vulcanengroepen en vulcanenreeksen. Van de 140 vuurspuwende bergen, die zich in de jongste anderhalve eeuw werkzaam hebben betoond, liggen 98 op eilanden, terwijl die van het vaste land zich schier alle nabij de kust verheffen. Deze ligging in de nabijheid van groote waterkommen merkt men desgelijks op bij omstreeks 400 vulcanen, die als uitgedoofd worden beschouwd. Bijna alle kusten der Stille Zee dragen vulcanenreeksen: in het oosten en zuiden die van Chili, waarop noordwaarts die van Peru, Ecuador en Columbia volgen,— voorts die van Midden-Amerika en Mexico. Terwijl men op de westkust van Noord-Amerika slechts hier en daar sporen van vulcanische werkzaamheid aantreft, vertoont zich de vulcanenreeks weder duidelijk op Alaska, loopt over de Aleoeten naar Noord-Azië, over Kamtsjatka en de Koerilen naar Japan en over de Phillippijnsche Eilanden en de Molukken naar Sumatra en Java. Daarbij komen voorts de eilanden der Stille Zee, inzonderheid de Sandwich-eilanden.
Omtrent de eigenlijke oorzaak der vulcanische verschijnselen bestaat onder de geologen verschil van gevoelen. Werner en zijne aanhangers beschouwden ze als voortkomende van de verbranding van steenkool enz. onder de oppervlakte der Aarde, derhalve als van plaatselijken aard, doch von Humboldt verklaarde: „Vulcanismus is de reactie van de nog steeds gloeijend-vloeibare ingewanden der Aarde tegen de reeds verstijfde korst” en beschouwde, op grond van de theorie van Kant en Laplace over de wording onzer planeet, de aardbevingen, lavastroomen, warme bronnen en de klimmende temperatuur bij het afdalen in de aardkorst als verschijnselen, die op het naauwst met elkander verbonden zijn. Tegen die bewering echter zijn in den jongsten tijd gewigtige bezwaren geopperd. Niet alleen is de zetel der aardbevingen te zeer in de nabijheid der oppervlakte geplaatst om met de (ondersteld) gloeijend-vloeibare ingewanden der Aarde in aanraking te komen, maar men heeft ook op degelijke gronden de werkelijkheid van diens gloeijend-vloeibaren staat ontkend. De meening, dat de vulcanen beschouwd moeten worden als voortbrengselen van plaatselijken aard, door scheikundige werkingen ontstaan, heeft gaandeweg talrijke voorstanders gevonden. Als volkomen zeker kan men intusschen vaststellen uit de ligging der vulcanen en uit het nooit ontbrekend opstijgen van waterdamp uit den krater, dat het water daarbij eene belangrijke rol vervult. Dit is ook duidelijk gemaakt door de proeven van Hochstetter, die onder eene drukking van 2—3 atmosphéren en een daarmede overeenkomenden warmtegraad (128° C.) door middel van waterdamp en gesmolten zwavel verschillende vormen van vulcanen met hunne uitwerpingsmassa’s op eene kleine schaal heeft te voorschijn geroepen.
