Vísindin útskýra af hverju eldfjöll eru að gjósa um alla jörð nú um stundir

Eftir Robin Wylie sem er doktorsnemi í eldfjallafræði við University College í Lundúnum.

Jörðin virðist gefa frá sér reyk og eimyrju þessa dagana. Eldfjöll gjósa nú á Íslandi, á Hawaii, í Indónesíu, Ekvador og í Mexíkó. Nýlega gusu önnur eldfjöll á Filippseyjum og í Papúa Nýju Gíneu, en þau virðast hafa róast. Mörg þessara eldgosa hafa ógnað heimilum og orsakað rýmingar. En meðal þeirra sem fylgjast með sjónarspilinu, vakna spurningar: Er hægt að segja að eldgos fylgi árstíðum?

Á meðan ekki er rétt að segja að eldfjöll fylgi árstíðum, hafa vísindamenn samt byrjað að sjá spennandi munstur í virkni þeirra.

Eldgos sem orsakast af styttri degi

Árstíðirnar fjórar orsakast af öxli Jarðar sem snýst og hallar Jörðu annað hvort til eða í burtu frá sólu. En reikistjarnan okkar breytist einnig á annan hátt, sem hefur óræðari og ógreinanlegri áhrif, sem e.t.v. hafa áhrif á eldvirkni.

Vegna ytri þátta eins og krafts þyngdaraflsins frá sólu og tungli sem togar í jörðina, breytist stöðugt sá hraði sem Jörðin sjálf snýst með um öxul sinn. Þess vegna eru lengd dagsins aðeins breytileg á milli ára. Munurinn er einungis mælanlegur í millisekúndum. En nýjar rannsóknir gefa til kynna að þessi litla breyting, gæti valdið miklum breytingum á Jörðinni -eða öllu heldur í iðrum Jarðar. 

Rannsókn sem birtist í tímaritinu Terra Nova í febrúar s.l. sýnir að síðan á 19. öld hafa breytingar á hraða snúnings Jarðar um öxul sinn haft tilhneigingu til að tengjast aukningu í virkni eldfjalla á Jörðinni. Rannsóknin leiddi í ljós að á árunum frá 1830 til 2013, sem er lengsta tímabil sem skráðar heimildir eru til um, ullu nokkuð stórar breytingar á snúningshraða að því er virðist aukningu á fjölda stórra eldgosa. Og höfundar greinarinnar telja jafnvel að breytingar á snúningshraða Jarðar hafi jafnvel sett af stað þessi stóru eldsumbrot.

Það að breyta snúningi reikistjörnu, jafnvel í litlum mæli, krefst gríðarmikillar orku. Metið er að breytingar á snúningshraða Jarðar losi og dreifi um 120.000 petajoulum af orku á hverju ári - sem er næg orka til að knýja öll Bandaríki Norður Ameríku á einu ári. Þessi orka flyst inn í andrúmsloft jarðar og inn í iður Jarðar. Þetta er önnur ástæða sem höfundar greinarinnar í Terra Nova tilgreina sem gæti haft áhrif á eldfjöll.

Hið gríðarlega orkumagn sem berst í iður jarðar vegna snúningsbreytinga er líklegt til að breyta álagsstigi jarðskorpunnar. Þar sem kvika í kvikuhólfum sem fóðrar eldgos er í jarðskorpunni, geta álagsbreytingar í jarðskorpunni auðveldað kviku leið upp á við og þar með aukið tíðni eldsumbrota.

Terra Nova rannsóknin er þó alls ekki óyggjandi. Samt sem áður er sú hugmynd að smáar breytingar á snúningi Jarðar, geti haft áhrif á hreyfingar kviku neðanjarðar áhugaverð og spennandi.

En það er önnur breyting í náttúrunni sem einnig gæti verið að hafa enn meiri áhrif en snúningsbreytingar: breytingar á loftslagi jarðar.

Eldgos sem orsakast af loftslagsbreytingum

Á undanförnum áratugum, hefur orðið ljóst að afleiðingar bráðnunar jökla og íss á Jörðinni geti orsakað meira en hækkandi stöðu sjávarborðs. Vísbendingar hafa aukist um að í fortíðinni hafa tímabil þegar jöklar hverfa og hopa einkennst af mikilli eldvirkni.

Fyrir um 19.000 árum voru jöklar og ís á Jörðinni í hámarki. Stór hluti Evrópu og Norður-Ameríku var undir ís. Síðan hlýnaði loftslag og jöklarnir fóru að hopa. Áhrifin á Jörðina voru almennt séð jákvæð fyrir mannkynið. En síðan 1975 hafa nokkrar rannsóknir bent til þess að eftir því sem jöklar og ís hafa horfið hafi eldvirkni aukist. Rannsókn frá 2009, til dæmis, komst að þeirri niðurstöðu að fyrir 12.000 til 7.000 árum síðan hafi eldvirkni aukist sexfalt. Á sama tíma varð eldvirkni á Íslandi a.m.k. 30 sinnum meiri en hún er í dag.

Einnig eru sönnunargögn frá meginlandi Evrópu, Norður-Ameríku og Suðurskautslandinu sem benda líka til þess að eldvirkni hafi aukist eftir bráðnun íss og jökla. Það er furðulegt, en eldvirkni virðist stundum aukast og minnka um leið og ís annað hvort eykst eða minnkar. En af hverju? Aftur er það álagið í jarðskorpunni sem gæti útskýrt þetta.

Eldvirkni sem orsakast vegna bráðnunar íss og jökla

Jöklar og ísflákar eru þungir. Á hverju ári tapar Suðurskautslandið um 40 milljörðum tonna af ís. Ísflákarnir eru svo þungir, að þegar þeir vaxa bognar skorpa Jarðarinnar - eins og spýta sem lendir undir þungu fargi. Það sama gildir að þegar ísflákarnir bráðna, og þunganum léttir, breytist álag jarðskorpunnar og hún fer aftur í fyrra form. Þessi hreyfing skorpunnar upp á við getur leitt til þrýstingsfall í berginu undir skorpunni sem ætti að gera það auðveldara fyrir kviku að berast upp á yfirborð og fóðra eldvirkni.

Ennþá eru tengslin á milli loftslagsbreytinga og eldvirkni ekki vel þekkt. Mörg eldfjöll virðast ekki verða fyrir miklum áhrifum. Né heldur er þetta eitthvað sem hefur bein áhrif í dag, þótt framtíð okkar virðist án jökla og íss. Það getur tekið þúsundir ára eftir að jöklarnir bráðna þar til eldvirkni eykst verulega.

Samt sem áður, á meðan þetta er ekki bráð hætta, minnir þetta okkur á að reikistjarna okkar getur brugðist við breytingum á óþekktan og ófyrirsjáanlegan hátt. Eldfjöllin eru þannig að hjálpa vísindamönnum í dag að gera sér grein fyrir hversu viðkvæm Jörðin er í viðbrögðum sínum og hvernig hún aðlagast.

Þessi grein birtist upphaflega á vefnum The Conversation.

Ljósmynd: Gosið í Holuhrauni, ljósm. Paulo Bessa.