De vulkaan Fagradalsfjall in IJsland begon woensdag opnieuw met uitbarsten na acht maanden van sluimering - tot nu toe zonder nadelige gevolgen voor mensen of het luchtverkeer.

De uitbarsting was te verwachten. Het bevindt zich in een seismisch actief (onbewoond) gebied en kwam na enkele dagen van aardbevingsactiviteit dicht bij het aardoppervlak. Het is moeilijk te zeggen hoe lang het zal aanhouden, hoewel een uitbarsting in hetzelfde gebied vorig jaar ongeveer zes maanden duurde.

Klimaatverandering veroorzaakt de wijdverbreide opwarming van ons land, onze oceanen en onze atmosfeer. Afgezien hiervan heeft het ook het potentieel om de vulkanische activiteit te verhogen, de grootte van uitbarstingen te beïnvloeden en het "verkoelende effect" dat op vulkaanuitbarstingen volgt te veranderen.

Elk van deze scenario's kan verstrekkende gevolgen hebben. Toch begrijpen we de impact die een opwarmend klimaat kan hebben op vulkanische activiteit niet helemaal.

Koude vulkanische gebieden

Laten we eerst eens kijken naar vulkanische gebieden bedekt met ijs. Er is al lang een verband tussen het op grote schaal smelten van ijs in actieve vulkanische gebieden en toenemende uitbarstingen.

Onderzoek naar de vulkanische systemen van IJsland heeft een verhoogde periode van activiteit geïdentificeerd die verband houdt met de grootschalige ijssmelt aan het einde van de laatste ijstijd. De gemiddelde uitbarstingssnelheden bleken tot 100 keer hoger te zijn na het einde van de laatste ijstijd, vergeleken met de eerdere koudere ijstijd. Uitbarstingen waren ook kleiner toen de ijsbedekking dikker was.

Maar waarom is dit het geval? Welnu, als gletsjers en ijskappen smelten, wordt de druk van het aardoppervlak afgenomen en zijn er veranderingen in de krachten (stress) die op rotsen in de korst en de bovenmantel werken. Dit kan ertoe leiden dat er meer gesmolten gesteente of "magma" in de mantel wordt geproduceerd - wat meer uitbarstingen kan voeden.

De veranderingen kunnen ook van invloed zijn op waar en hoe magma in de korst wordt opgeslagen, en kunnen het voor magma gemakkelijker maken om het oppervlak te bereiken.

De magmageneratie onder IJsland neemt al toe als gevolg van een opwarmend klimaat en smeltende gletsjers.

De intense as-producerende uitbarsting van de IJslandse Eyjafjallajökull-vulkaan in 2010 was het resultaat van een explosieve interactie tussen heet magma en koud gletsjersmeltwater. Op basis van wat we uit het verleden weten, zou een toename van het smeltende ijs van IJsland kunnen leiden tot grotere en frequentere vulkaanuitbarstingen.

Door het weer veroorzaakte uitbarstingen

Maar hoe zit het met vulkanische gebieden die niet bedekt zijn met ijs - kunnen deze ook worden beïnvloed door het broeikaseffect?

Mogelijk. We weten dat klimaatverandering de hevigheid van stormen en andere weersomstandigheden in veel delen van de wereld doet toenemen. Deze weersomstandigheden kunnen meer vulkaanuitbarstingen veroorzaken.

Op 6 december 2021 veroorzaakte een uitbarsting bij een van de meest actieve vulkanen van Indonesië, de berg Semeru, asval, pyroclastische stromen en vulkanische modderstromen ("lahars") die het leven eisten van minstens 50 mensen.

De lokale autoriteiten hadden de omvang van de uitbarsting niet verwacht. Wat de oorzaak betreft, zeiden ze dat meerdere dagen van zware regen de koepel van lava in de topkrater van de vulkaan hadden gedestabiliseerd. Dit leidde tot het instorten van de koepel, waardoor de druk op het magma eronder verminderde en een uitbarsting ontstond.

Signalen van vulkanische onrust worden meestal verkregen uit veranderingen in vulkanische systemen (zoals aardbevingsactiviteit), veranderingen in gasemissies van de vulkaan of kleine veranderingen in de vorm van de vulkaan (die kunnen worden gedetecteerd door grond- of satellietmonitoring).

Het voorspellen van uitbarstingen is al een ongelooflijk complexe taak. Het wordt nog moeilijker als we rekening gaan houden met het risico van zwaar weer dat delen van een vulkaan zou kunnen destabiliseren.

Sommige wetenschappers vermoeden dat de toegenomen regenval heeft geleid tot de schadelijke Kīlauea-uitbarsting in 2018 op Hawaï. Dit werd voorafgegaan door maanden van hevige regenval, die de aarde infiltreerde en de ondergrondse waterdruk in het poreuze gesteente verhoogde. Ze geloven dat dit de rots had kunnen verzwakken en breken, waardoor de beweging van magma werd vergemakkelijkt en de uitbarsting werd veroorzaakt.

Maar andere experts zijn het daar niet mee eens en zeggen dat er geen substantieel verband is tussen regenval en uitbarstingen bij de vulkaan Kīlauea.

Door regen beïnvloed vulkanisme is ook voorgesteld bij andere vulkanen over de hele wereld, zoals de Soufrière Hills-vulkaan in het Caribisch gebied en Piton de la Fournaise op het eiland Réunion in de Indische Oceaan.

Wijzigingen in het 'verkoelende effect'

Er is nog een laag die we niet kunnen negeren als het gaat om het beoordelen van het mogelijke verband tussen klimaatverandering en vulkanische activiteit. Dat wil zeggen:vulkanen kunnen zelf het klimaat beïnvloeden.

Een uitbarsting kan leiden tot afkoeling of opwarming, afhankelijk van de geografische locatie van de vulkaan, de hoeveelheid en samenstelling van as en gas die zijn uitgebarsten en hoe hoog de pluim in de atmosfeer reikt.

Vulkanische injecties die rijk waren aan zwaveldioxidegas hebben de sterkste klimatologische impact die in historische tijden is geregistreerd. Zwaveldioxide condenseert uiteindelijk om sulfaataerosolen te vormen in de stratosfeer - en deze aerosolen verminderen de hoeveelheid warmte die het aardoppervlak bereikt, waardoor afkoeling ontstaat.

Naarmate het klimaat warmer wordt, blijkt uit onderzoek dat dit de manier waarop vulkanische gassen met de atmosfeer omgaan zal veranderen. Belangrijk is dat de uitkomst niet voor alle uitbarstingen hetzelfde zal zijn. Sommige scenario's laten zien dat in een warmere atmosfeer kleine tot middelgrote uitbarstingen het verkoelende effect van vulkanische pluimen tot 75% kunnen verminderen.

Deze scenario's gaan ervan uit dat de "tropopauze" (de grens tussen de troposfeer en de stratosfeer) in hoogte zal toenemen naarmate de atmosfeer opwarmt. Maar aangezien de uitbarstingskolom van de vulkaan hetzelfde zal blijven, zal de pluim die zwaveldioxide bevat minder snel de bovenste atmosfeer bereiken, waar hij de grootste impact op het klimaat zou hebben.

Aan de andere kant kunnen krachtigere maar minder frequente vulkaanuitbarstingen leiden tot een grotere verkoelend effect. Dat komt omdat naarmate de atmosfeer warmer wordt, wordt voorspeld dat pluimen van as en gas die worden uitgestoten door krachtige uitbarstingen hoger in de atmosfeer zullen stijgen en zich snel van de tropen naar hogere breedtegraden zullen verspreiden.

Een recente studie heeft gesuggereerd dat de grote vulkaanuitbarsting van Hunga Tonga-Hunga Ha'apai in januari kan bijdragen aan de opwarming van de aarde, door enorme hoeveelheden waterdamp (een broeikasgas) in de stratosfeer te pompen. + Verder verkennen

Klimaatverandering maakt sommige vulkanische pluimen minder effectief in het verlagen van de mondiale temperaturen

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.