De vulkaan Fagradalsfjall in IJsland begon vorige week woensdag opnieuw met uitbarsten na acht maanden van sluimering. De uitbarsting was te verwachten. De vulkaan bevindt zich in een seismisch actief gebied en kwam na enkele dagen van aardbevingsactiviteit. Op het eerste gezicht heeft dat niks met klimaatverandering te maken. En toch … We begrijpen nog niet volledig de impact die een opwarmend klimaat kan hebben op vulkanische activiteit. Maar we weten dat die wel degelijk reëel is.
Laten we eerst eens kijken naar vulkanische gebieden bedekt met ijs. Er is een al lang bestaand 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, neemt de druk van die ijskap op het aardoppervlak af 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.
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. De aanmaak van magma onder IJsland neemt al toe als gevolg van een opwarmend klimaat en smeltende gletsjers, hebben wetenschappers vastgesteld. Het versneld smelten van het ijs helpt ook niet echt op een andere manier: de intense as-producerende uitbarsting van de IJslandse Eyjafjallajökull-vulkaan in 2010 was bijvoorbeeld het resultaat van een explosieve interactie tussen heet magma en koud gletsjersmeltwater.
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 de berg Semeru (een van de meest actieve vulkanen van Indonesië) asregen, pyroclastische stromen en vulkanische modderstromen (“lahars”) die het leven eisten van ten minste 50 mensen. 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, die de druk op het magma eronder verminderde en een uitbarsting veroorzaakte.
Het voorspellen van uitbarstingen is al een ongelooflijk complexe taak. Het zal nog moeilijker worden als we rekening gaan houden met het risico van zwaar weer dat delen van een vulkaan zou kunnen destabiliseren. 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).
Sommige wetenschappers vermoeden bijvoorbeeld het weer heeft geleid tot de schadelijke Kīlauea-uitbarsting in 2018 op Hawaï. Die werd voorafgegaan door maanden van hevige regenval, die de aarde infiltreerde en de ondergrondse waterdruk in het poreuze gesteente verhoogde. Ze geloven dat dit het gesteente kon 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 al gesuggereerd als oorzaak van uitbarstingen 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 koeleffect
Er is nog een factor die we niet kunnen negeren als het gaat om het mogelijke verband tussen klimaatverandering en vulkanische activiteit. 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 warmer wordt. Maar aangezien de uitbarstingskolom van de vulkaan hetzelfde zal blijven, zal de pluim die zwaveldioxide bevat, minder snel de bovenste atmosfeer bereiken – waar ze de grootste impact op het klimaat zou hebben.
Aan de andere kant kunnen krachtigere maar minder frequente vulkaanuitbarstingen leiden tot een groter koelend 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 ook 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.
(kg)