Vad betyder vulkanutbrottet på Island för klimatet?

Vulkanutbrott¹ är mäktiga företeelser som kan orsaka katastrofer. Islands position, en hotspot på den atlantiska spridningsryggen, är unik i flera avseenden och något av en mecca för geologer samt en ypperlig plats för studier av Jordbävninspredikation. Ett av de värre vulkanutbrotten på Island är sprickeruptionen 1783-1784, vilket hade katastrofala följder för Islands befolkning. Framförallt Europa men även Nordamerika drabbades också av detta utbrott med tusentals döda som följd. Troligen var detta utbrott en starkt bidragande orsak till 1784 år ovanligt kalla vinter. Det mest spektakulära exemplet på dylika naturkatastrofer i historisk tid är troligen eruptionen på Santori som inte bara kan orsakat den Minoiska kulurens undergång utan även utgjort inspirationskälla till Platons litterära berättelse om Atlantis. Men vulkanutbrott kan även ha en global påverkan på klimatet. De kan tom varit starkt bidragande faktorer till massutdöendena som inträffade i slutet på Perm och Krita.

När delar av manteln smälter kommer magman att stiga. Hur högt beror på trycket som de överliggande bergarterna utövar, dvs. tjockleken på den oceaniska eller kontinentala litosfären. Vogt (1974) visade att höjden på oceaniska vulkanöar är proportionell mot tjockleken på den underliggande litosfären. Alla magmor stiger dock inte direkt från astenosfären till jordytan utan samlas högre upp i litosfären i en sk magmakammare. Magmakammaren kommer antingen att tömmas eller så stelnar magman och bildar en intrusion. Vid omfattande vulkanutbrott kan stora delar av magmakammaren tömmas. Detta resulterar stundtals i att den centrala delen av vulkankäglan sjunker ner i den tömda magmakammaren och bildar en cirkelformad depression, en sk kaldera. Lavan erupterar antingen längs med en flera kilometer lång spricka, sprickeruption, eller ur en krater, centraleruption. Det är ur den förstnämnda typen av eruption som de allra största volymerna av lava erupterar. Skillnaden mellan krater och kaldera, förutom deras genes, är att kratern vanligtvis är mindre än en kilometer i diameter medan kalderans diameter kan vara tiotals kilometer. Subaerila (på land) vulkaners morfologi bestäms av lavans sammansättning och mängden gas. Tre typer urskiljs:

• Sköldvulkan, den största typen domineras av basaltisk lava med små mängder pyroklastiskt material. Vanligast i havsområden.


• Stratovulkan, alternerande lager av lava och pyroklastiska fragment. Därav kallas denna typ även för skiktvulkan. Sammansättning är mera komplex än för de andra. Andesit är en vanlig komponent i dessa vulkaner men även basiska och sura vulkaniter ingår i varierande utsträckning. Detta förklarar de olika skikten som bygger upp vulkankäglan. Vanligast i subduktionsrelaterad vulkanism.


• Cinder cone, byggs upp av pyroklastiskt material, huvudsakligen av basaltisk sammansättning.

Utbrottsprodukterna består av tre saker:

• Lava.


• Pyroklaster.


• Gaser.

Beroende på viskositeten och mängden gas kommer lavan att utgjutas olika på jordytan. Basaltiska lavaflöden har låg viskositet. Detta gör att gasen kan frigöra sig från magman vilket emellanåt skapar en fontän av lava. Runt lavafontänen kommer de nedkylda lavafragmenten att samlas och bilda en sk. cinder cone. Således bildas dessa slagghögar oftast av lågviskösa basaltlavor. Vanligtvis är eruptionen av basiska lavor lugna, men det finns två undantag. Den ena är att en ny eruption kan inledas explosivt när magman tvingar sig fram mot jordytan. Den andra är när vatten i någon form kommer i kontakt med lavan (eng. phreatic activity) eller med magman (eng. phreatomagmatic activity). Basiska lavors egenskaper gör att de kan flyta ut över jordytan och täcka stora arealer. De allra största lavavolymerna som har hittats är de sk platåbasalterna (eng. flood basalts, lava plateaux). Platåbasalter är resultatet av eruptioner, huvudsakligen sprickeruptioner, av mycket stora mängder lågviskös basaltlava vilken därför har kunnat flyta ut över stora områden. Upprepade stora utbrott under en längre tid har resulterat i tjocka basalttäcken, även kallad trapp eller "traps". "Traps" kommer faktiskt från det svenska ordet trappa! Den största hittas i Sibirien och innan den eroderades täckte den en yta på 2.500.000 km2 (2.000.000 km3). Enligt White och McKenzie (1989) har dessa enorma lavaflöden bildats i samband med uppsprickningen av en kontinent över en hetfläck. En modern fast mycket mindre analog till dessa lavaflöden är Island som byggs upp av flera lager av platåbasalt.Ytan på basaltlavor reflekterar deras viskositet. Sålunda hittas tre typer av flöden:

• Pahoehoe Ytan är jämn, ofta valkig. Bildas av lågviskösa lavor. Hittas vanligtvis på sköldvulkaner och på platåbasalter.


• Aa Sönderbruten yta. Bildas av visksösa lavor.


• Blocklava Ytan består av polyedriska block vilka, till skillnad från aa-lava, har jämna ytor. Denna stelningstyp bildas av de högviskösa basaltiska lavorna och de bildas företrädelsevis vid subduktionszoner. Blocklava är dock vanligare för andesitiska lavor.

Andesitiska lavor har högre viskositet. Därför är lavaflöden av andesitisk sammansättning mycket kortare.

Pyroklastiter bildas framförallt vid explosiva eruptioner. Vulkanism brukar föra tankarna till lava som strömmar ut från en vulkankägla, men faktum är att större delen av subaeril vulkanism, vilken finns huvusakligen vid subduktionzoner, utgörs av pyroklastiter. Pyroklastiter uppdelas i följande grupper, baserat på kornstorleken:

• Aska (<2mm).


• Lapilli (64-2 mm).


• Bomber och block (>64mm). Bomber bildas när smält lava kastas upp i luften och block bildas när redan stelnad lava kastas upp i luften.

Grövre fragment som lapilli och uppåt kan pga. sin storlek inte kastas iväg några längre sträckor. Aska däremot kan skickas ända upp i stratosfären och när den faller ner kommer den därför att få mycket stor utbredning. När stora mängder aska når stratosfären bildas ett stoftmoln som avskärmar Jorden från solen. Resultatet blir att temperaturen hastigt minskar. 1783 inträffade en stor sprickeruption på Island vilket kortsiktigt orsakade ett kallare klimat. Betänk då den Sibiriska platåbasalten, vilken inverkan den torde haft på klimatet! Man tror att flertalet av flacka bildningar av ryolit inte är lavaflöden utan av pyroklastiskt ursprung. Dessa har bildats exempelvis genom att en lavin av glödande askmoln, núee ardente, har rört sig ner för vulkanen. De undre delarna av askmolnet har pga. tyngden av överliggande material trycks ihop och eftersom askan var mycket varm svetsades partiklarna ihop. Denna ihopläkta bergart kallas för ignimbrit. Karakteristiskt för ignimbriter är deras fiamme struktur, som utgörs av ihoptryckta pimpstensfragment som ligger inbakade i en finkornig matrix av glasigt material. När pyroklastiskt material längs med vulkanens sidor blir mättat med vatten kommer dess friktion mot underlaget att minska. Till slut kan de okonsoliderade massorna helt tappa fästet och röra sig snabbt ner för sluttningen som en lervälling. Detta kallas för slamström, eller lahar.

Gas finns löst i alla magmor i större eller mindre utsträckning. Vanliga gaser är H2O, CO2, SO2, och H2S. Eftersom ryolitiska och andesitiska magmor är explosiva är det svårare att ta reda på deras gassammansättning, men studiet av gasfyllda blåsor i ryolitiska och andesitiska lavor indikerar att vattenånga dominerar medan CO2 och SO2 är vanligare hos basiska lavor.

Det mest långlivade av utbrottsprodukterna är koldioxid, men den mest direkt märkbara effekten av vulkanutbrott regionalt sett är svaveldioxid och partiklar av vulkanaska (se bilden). Partiklarna består av mineraler och är så stora att de snabbt faller ner till marken. Svaveldioxiden kommer genom atmosfärskemiska processer omvaldlas till svavelsyra som kondenserar och bildar droppar som är såpass små att de kan hålla sig svävande i luften. Dessa så kan sedan påverka processer i atmosfären på ett antal olika sätt. En mycket viktig faktor är hur högt upp i atmosfären gaserna från vulkanen kommer. Eyjafjallajökullvulkanen, som har sitt utbrott nu, har skickat upp gaser upp till 6 kilometerers höjd, vilket är lägre än tropopausen. Det innebär att svaveldioxiden stannar i troposfären, som är mycket dynamiskt så de bildade dropparna förvinner inom några dagar.

Vi kan jämföra med vulkanen Pinatubos utbrott 1991 som skickade upp gaser upp till 24 kilometer över havet, alltså upp i stratosfären. Stratosfären är mycket mindre dynamisk än troposfären och droppar av svavelsyra kan stanna där i många månader. Där uppe bidrar dropparna till att skärma av inkommande solstrålning och har således en avkylande effekt på klimatet. Det är en artificiell variant av den här mekanismen som vissa forskare tror kan vara en sista nödlösning för att dämpa den globala uppvärmingen.

Pinatubos utbrott tros ha sänkt den globala medeltemperaturen med ungefär en halv grad Celsius som mest. Effekten klingade sedan av successivt under något år. Men även om det aktuella vulkanutbrottet haft stora effekter på flygtrafiken är det inte troligt att det kommer ge några större klimateffekter, dels på grund av att mängden utsläppt svaveldioxid är mycket mindre, dels för att Eyjafjallajökullvulkanen inte sprutar upp gaser tillräckligt högt för att ge några långvariga klimateffekter.

¹Delar av vulkanbeskrivningen är taget från Calle Pettersson svenska sammanfatting till kapitel 9 i distanskursen Geologi I grundnivå/15hp. http://www.tellus.geo.su.se/tellus1/tellus1_sv.html