Van vulkaanuitbarstingen is bekend dat ze het wereldwijde klimaat afkoelen, maar ze kunnen ook het smelten van ijskappen verergeren, volgens een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Onderzoekers die ijskernen en smeltwaterafzettingen analyseerden, ontdekten dat oude uitbarstingen aan het einde van de laatste ijstijd een onmiddellijk en aanzienlijk smelten van de ijskap veroorzaakten die een groot deel van Noord-Europa bedekte. zo'n 12, 000 tot 13, 000 jaar geleden.

"Over een tijdspanne van 1 000 jaar, we ontdekten dat vulkaanuitbarstingen over het algemeen overeenkomen met een versterkte ijskap die binnen een jaar of zo smelt, " zegt hoofdauteur Francesco Muschitiello, die het onderzoek voltooide als postdoctoraal onderzoeker aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University.

Dit waren geen vulkanen die op of nabij de ijskap uitbarsten, maar in sommige gevallen op duizend mijl afstand. De uitbarstingen wierpen enorme aswolken de lucht in, en toen de as op de ijskap viel, zijn donkerdere kleur zorgde ervoor dat het ijs meer zonnewarmte absorbeerde dan normaal.

"We weten dat als je donkerder ijs hebt, je vermindert de reflectie en het smelt sneller. Het is basiswetenschap, "zegt Muschitiello. "Maar tot nu toe heeft niemand dit directe verband tussen vulkanisme en het smelten van ijs kunnen aantonen als het gaat om oude klimaten."

De ontdekking komt uit de dwarsdoorsneden van afzettingen, glaciale varven genoemd, waarvan de meeste in de jaren tachtig en negentig waren verzameld. Varven zijn de gelaagde sedimenten die zich vormen wanneer smeltwater onder een ijskap grote hoeveelheden puin naar meren in de buurt van de rand van de ijskap leidt. Als de ringen van een boom, de lagen van een glaciale varve vertellen het verhaal van de omstandigheden van elk jaar; een dikkere laag duidt op meer smelten, omdat er een grotere hoeveelheid water zou zijn geweest om het sediment te vervoeren.

Het team vergeleek de varven ook met kernen van de Groenlandse ijskap, waarvan de lagen een verslag bevatten van oude atmosferische omstandigheden. Het testen van die lagen op sulfaten onthulde in welke jaren explosieve vulkaanuitbarstingen plaatsvonden, die de neiging hebben om grote hoeveelheden as vrij te geven. Het matchen van de ijslagen met varve-lagen uit dezelfde tijdsperioden, het team ontdekte dat jaren met explosieve vulkanische activiteit overeenkwamen met dikkere varvelagen, wijst op meer smelten van de Noord-Europese ijskap.

Muschitiello en zijn collega's bestudeerden een periode variërend van 13, 200 tot 12, 000 jaar geleden, toen de laatste ijstijd overging in het warme klimaat van vandaag. Ze richtten zich specifiek op vulkaanuitbarstingen op de noordelijke hoge breedtegraden - gebeurtenissen vergelijkbaar met de uitbarstingen van de IJslandse Eyjafjallajökull-vulkaan in 2010. Hoewel die uitbarsting relatief klein was, zijn grote aswolk legde het luchtverkeer in het grootste deel van Europa ongeveer een week stil.

Hoeveel smelten kan zo'n uitbarsting veroorzaken? "Het is moeilijk om er een exact aantal op te plakken, ", zegt glacioloog en co-auteur James Lea van de Universiteit van Liverpool. "Het hangt van veel factoren af." Met duizenden modelsimulaties, het team ontdekte dat de hoeveelheid smelten afhangt van de individuele uitbarsting, in welk seizoen het voorkomt, de sneeuwcondities op dat moment, en de hoogte van de ijskap. "Verander een van deze en je zou verschillende hoeveelheden smelt krijgen, " zegt Lea. In de ergste scenario's, het model voorspelde dat asafzetting tussen de 20 centimeter en bijna een meter ijs van het oppervlak van de hoogste delen van de ijskap zou verwijderen.

De modelresultaten moeten met een korreltje zout genomen worden, Muschitiello waarschuwt, vanwege onzekerheden over de omstandigheden in het verleden. Echter, omdat het team een ​​zeer breed scala aan mogelijke omstandigheden simuleerde, hij is ervan overtuigd dat de echte reactie van de ijskap ergens binnen hun bereik ligt.

Michael Sigl, een paleoklimatoloog van het Paul Scherrer Instituut in Zwitserland die niet betrokken was bij de nieuwe studie, zegt dat de hypothese dat asdeeltjes de verkoelende effecten van vulkaanuitbarstingen zouden kunnen tegengaan, intrigerend is. Maar, hij zei, "toevalligheden in de timing van snelle ijskapsmeltgebeurtenissen en uitbarstingsdata impliceren niet automatisch een oorzakelijk verband, en er kunnen andere scenario's zijn die consistent kunnen zijn met de gepresenteerde gegevens." Sigl's eigen werk heeft een verband gevonden tussen door uitbarsting veroorzaakte aantasting van de ozonlaag en deglaciatie op het zuidelijk halfrond. hij zegt, de nieuwe studie toont aan dat er meer werk nodig is om de effecten van aerosolemissies van vulkaanuitbarstingen te begrijpen.

De voorlopige resultaten suggereren dat "de huidige ijskappen potentieel erg kwetsbaar zijn voor vulkaanuitbarstingen, ", zegt Muschitiello. Ze wijzen ook op een mogelijk gat in de klimaatmodellen die wetenschappers gebruiken om voorspellingen te doen over de toekomst:modellen simuleren momenteel de reactie van de ijskappen op veranderingen in de afzetting van deeltjes uit de atmosfeer niet op een interactieve manier.

Een andere intrigerende implicatie is dat eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat smeltende ijskappen en gletsjers de frequentie van vulkaanuitbarstingen in gletsjergebieden zouden kunnen verhogen door de belasting op de aardkorst te verlichten, waardoor het onderliggende magma kan stijgen. Als het verband tussen vulkanisme en het smelten van de ijskap wordt bevestigd, het zou kunnen wijzen op de aanwezigheid van een zogenaamde "positieve feedbacklus" waarin uitbarstingen het smelten verergeren, en meer smelten veroorzaakt meer uitbarstingen, enzovoort.

Muschitiello zegt dat de studie "ons hints kan geven over de mechanismen die spelen wanneer je een snelle klimaatverandering verwacht."