VULKANERNE BESTEMMER
Verden i dag er i meget høj grad formet af mennesker. Landskaberne er mange steder inddelt i skaktern af forskellige marker gennemskåret af veje og byer. Måske er der derfor, at det virker så enormt fascinerende, når Jorden gør noget uden for vores indflydelse. Eksempelvis når der opstår vulkanudbrud. Her demonstrerer Jorden virkelig sine kræfter i en skala, hvor man kun kan føle sig myre-lille.
Det kender de alt til i Island, hvor der netop er startet en udbrudsrække, som måske vil vare i flere hundrede år. Én by er allerede evakueret sammen med den verdenskendte Blå Lagune, som begge ligger i lavastrømmenes retning. Indtil videre har islændingene kunnet konstruere sig nogenlunde ud af det med enorme jordvolde rundt om den vigtigste bebyggelse. Men i det store og hele er det et spørgsmål om at minimere skaderne og indordne sig overmagten. Vulkanerne er i udbrud, indtil de er færdige med at være i udbrud. Ligegyldigt hvad vi gør. Det er virkelig uhyggeligt, men mindst lige så fascinerende. En slags påmindelse om, at Mor Jord faktisk stadig er hjemme.
I det her nummer kan du blive meget klogere på vulkanudbruddene i Island og ikke mindst på, hvordan vulkanerne ser ud indeni.
INDHOLD
4 FANTASTISKE, FASCINERENDE VULKANER
Vulkaner kan både lære os om Jordens indre og om vores egen historie. Vi ser nærmere på islandsk vulkananatomi og på vulkanerne i vores baghave. HVORFOR SMELTER JORDEN? “ HVIS VI FÅR MANGE FLERE UDBRUD,BEGYNDER DET AT BLIVE SVÆRT”
For den vulkan, vi kan se på overfladen, er jo kun toppen af et glødende isbjerg. Vulkanernes rødder kan stikke helt ned i Jordens kappe. Hvordan de ser ud indeni har faktisk stor betydning for, hvor voldsomme udbruddene på overfladen bliver. Vi skal heller ikke føle os alt for trygge her i Danmark, for som du også kan læse her i bladet, ligger der en stor vulkan lige i vores baghave. Den sover lige nu, men det er ikke ret længe siden, at den gav store problemer for de tidlige nordeuropæere.
Husk at klikke dig ind forbi geoviden.dk, hvor du kan finde videoer, podcasts, figurer og alle de tidligere temaer.
God læselyst!
JOHANNE UHRENHOLT KUSNITZOFF
REDAKTØR
TIDSLINJE:
GUIDE TIL ISLANDS NYE VULKANUDBRUD
KENDER DU VULKAN TYPEN?
Nu er du klar til at dykke ned i vulkanerne!
KERNE (FAST)
ØVRE KAPPE
NEDRE KAPPE SKORPE
YDRE KERNE (FLYDENDE)
FANTASTISKE, FASCINERENDE VULKANER
Hvor mange vulkaner findes der på Jorden? Hvad er 'Ring of fire', og hvorfor er magma megasejt? Det – og meget mere – kan du få svar på her på siderne.
TEKST: FIE KRØYER DAHL LAYOUT: LYKKE SANDAL
VULKANER
TÆT PÅ DIG
Njaaa, tænker du måske. Det er da noget pjat. Men den er god nok: Vi skal faktisk slet ikke så langt væk for at møde en vaskeægte vulkan – og der er stadig liv at spore i den! Tag med til Laacher See i Tyskland på side 30 LAACHER SEE
SUPERVULKANER LAVER HULLER I JORDEN
Nogle vulkaner eksploderer med så stor en kraft, når de går i udbrud, at vi kalder dem supervulkaner. De ligger helt i top på VEI-skalaen (Vulkansk Eksplosivitets-
Index – se side 30), hvilket betyder, at materialet, der sendes ud i atmosfæren fra et enkelt udbrud, overstiger 1.000 kubikkilometer. Det særlige ved super-
Vulkanisme er faktisk grunden til, at vi kan gå tørskoede rundt her på kloden. Jordens skorpe er nemlig dannet gennem vulkanisme over milliarder af år.
vulkaner er, at de ikke danner et bjerg. De enorme mængder magma får jordskorpen til at kollapse og synke sammen, så der i stedet dannes en kraterlignende fordybning, der kaldes en caldera (kedel på spansk). Den kan være så stor, at man ikke kan se fra den ene ende til den anden.
Materialet fra udbruddet sendes ud i atmosfæren og spredes over et enormt område. De største vulkanudbrud på Jorden sker med nogle hundredetusind års mellemrum. Du kan blandt andet opleve calderaer efter supervulkaner i New Zealand (Lake Taupo) og i Wyoming i USA (Yellowstone Caldera her på billedet).
HVAD VULKANEN GEMMER PÅ
En aktiv vulkan er under overfladen fyldt med smeltet stenmasse, som kaldes magma. Når magmaen under et udbrud forlader vulkanens indre, kommer den ud som lavastrømme, gas og løse, faste fragmenter, der slynges ud af vulkanen, hvis den er meget eksplosiv. De løse fragmenter kaldes også for pyroklaster og inddeles efter deres størrelse: Aske er finest, så kommer lapilli og herefter større fragmenter som bomber og blokke. Under Mount St. Helens-udbruddet i 1980 blev der f.eks. registreret blokke, der vejede flere hundrede tons, som blev kastet op til flere kilometer væk fra krateret!
Magma består af tre komponenter:
• Smelte (typisk silikat-smelte)
• Mineralkrystaller
• Gasser (som under højt tryk er opløst i smelten, og under lavt tryk 'afblandes' til bobler i smelten og har betydning for, hvor eksplosivt et udbrud er)
Magma kan være både flydende som sirup eller bolsjemasse og så sej, at den størkner, før den når særlig langt. Magmaens sejhed kaldes i fagsprog for viskositet og afhænger af dens kemiske sammensætning og temperatur.
VÅDE VULKANER
Tre fjerdedele af alle vulkaner er undersøiske, og i Island og visse steder i Antarktis ligger de endda under iskapper. På billedet her ses en såkaldt 'black smoker', som er aflejringer af jernsulfid. De er sorte – deraf navnet. En black smoker fungerer som 'udstødningsrør' for cirkulation af havvand ned gennem jordskorpen. Vandet er 300 til 400 grader varmt, når det kommer ud på havbunden.
EN FARLIG FÆTTER
Vulkaner er fascinerende og fantastiske –og dødsensfarlige. Ud over det indlysende (at der kommer noget brændende varmt flydende materiale op af jorden, og det kan ødelægge mennesker, bygninger og natur), kan vulkansk aktivitet også føre en masse naturhændelser og -katastrofer med sig:
• Jordskælv (kan udløse vulkanudbrud)
• Tsunamier
• Oversvømmelser
• Pyroklastiske strømme (glohede laviner af gas og pyroklastisk materiale)
• Lahars (vulkanske mudderstrømme)
• Aske
• Giftige gasser
MAGMA
LAVA
PYROKLASTER
MEGASEJ FLYDENDE MAGMA
Kilde: Paul Martin Holm, 'Vulkaner' Foto:
Figur 2
74.000 ÅR SIDEN
Vulkanen Toba gik i udbrud på den indonesiske ø Sumatra og sendte Jorden ind i en vulkansk vinter. Omkring 60 procent af Jordens befolkning blev udryddet. Calderaen, der opstod efter udbruddet, udgør nu verdens største kratersø, og i 2020 blev området udnævnt til UNESCO Global Geopark.
79 ÅR FØR
VORES
TIDSREGNING: SOMMA-VESUV Et udbrud blæste toppen af vulkanen Somma i Italien, og byerne Herkulaneum og Pompeji blev begravet i aske. I krateret fra Somma rejste sig efterfølgende vulkanen Vesuv, som tårner sig op over byen Napoli. Nutidens arkæologiske udgravninger har gjort Somma-udbruddet særligt berømt, efter man i nyere tid fandt de jordiske rester af askeindstøbte folk og dyr i obskure stillinger.
RING OF FIRE
’Ring of Fire’ eller ’Ildringen’ er et 40.000 kilometer langt bælte, der omkranser Stillehavet. Det løber langs med de tektoniske plader, og 75 procent af alle Jordens vulkaner findes her. De mange vulkaner skyldes den høje koncentration af subduktionszoner, hvor oceaniske plader tvinges ned under kontinentale plader. Det skaber ideelle forhold for vulkanisme.
EN HEL DEL VULKANER
Der findes cirka 2.500 vulkaner, som er potentielt aktive. Af dem er 50-60 i gennemsnit i udbrud inden for samme år. De er knyttet til nogle ganske bestemte, mere eller mindre lineære zoner eller kæder i et særligt mønster rundtomkring på Jorden. Hovedparten er såkaldte subduktions- og konstruktionszone-vulkaner og ligger langs med eller i nærheden af de tektoniske pladegrænser. Kun få findes inde på selve pladerne og kaldes hotspot-vulkaner. På side 8 kan du læse mere om de forskellige vulkantyper.
Kilde: lex.dk
1883: KRAKATAU Den indonesiske vulkan har efter sigende leveret det højeste brag nogensinde målt, da den i 1883 gik i udbrud med en voldsom eksplosion, hvor trykbølgen gik hele syv gange rundt om Jorden. Selvom vulkanen lå langt fra beboede områder, gjorde udbruddet stor skade og skabte tsunamier, der ramte kyster langt væk og dræbte tusindvis af mennesker.
Taupo
Eya ällajökull
Teide
Eifel
Pinatubo Fuji
Kurilerne
Aleuterne
Mauna Loa
St. Helens
Kilimanjaro
Etna
Foto: Claus Ableiter, Wikimedia
Foto: Parker & Coward, Britain
1980: MOUNT ST. HELENS
18. maj 1980 eksploderede
Mount St. Helens-vulkanen i staten Washington i USA med en enorm kraft. Den udsendte en massiv trykbølge, der på få minutter dræbte alt inden for et område på 600 km². Det er det mest ødelæggende og dødbringende vulkanudbrud i USA's historie, og 57 mennesker mistede livet.
2010: EYJAFJALLAJÖKULL
Eyjafjallajökull er en islandsk vulkan, der ligger under en gletsjer. Vulkanen har været i udbrud flere gange siden den seneste istid. Et af de bedst kendte udbrud var i 2010, da støv fra udbruddet lukkede store dele af lufttrafikken i seks dage og påvirkede over 10 millioner passagerer.
2022: MAUNA LOA
Verdens største vulkan, Mauna Loa på Hawaii, rejser sig mere end ni kilometer fra havbunden og har haft 33 dokumenterede udbrud siden 1843. I 2022 gik det løs igen for første gang siden 1984. Heldigvis kom ingen til skade.
SOLSYSTEMETS STØRSTE VULKAN!
Hvis man skal se den største vulkan (målt i volumen) i vores solsystem, kræver det en tur til Mars. Her ligger giganten Olympus Mons og troner! Den er 100 gange større end skjoldvulkanen Mauna Loa, som er Jordens største aktive vulkan. Mauna Loa er ellers også en kæmpe. Den dækker et areal på omkring 5.271 kvadratkilometer og er en ud af seks hotspot-vulkaner, der udgør øgruppen Hawaii. Den største inaktive vulkan regnes for at være Tamu Massif, som ligger på bunden af det nordvestlige Stillehav 1.600 kilometer fra Japans kyst. Du kan læse mere om vulkantyper på side 8.
HVERT TIENDE ELLER TITUSINDE ÅR?
Hvert år går cirka 50 til 60 vulkaner i udbrud. Nogle vulkaner går i udbrud nærmest hele tiden, f.eks. Etna (på billedet her) og Stromboli i Italien, mens der for andre kan gå alt fra 10 til 10.000 år mellem to udbrud.
VULKANSK BJERGART KAN BRUGES TIL CO ₂ -LAGRING I Island har forskning vist, at den vulkanske undergrund, som består af bjergarten basalt, er virkelig velegnet til at lagre CO₂. Det udnytter CCS-anlægget Orca, som åbnede i september 2021. Det er det første og (i skrivende stund) største af sin slags, som suger CO₂ direkte ud af luften (kaldet Direct Air Capture) og lagrer det dybt nede i undergrunden. Læs mere om CO₂-lagring i Geoviden nr. 1/2024 og på geoviden.dk
Foto: USGS
Foto: David Karnå, Wikimedia
Foto: Solomonn Levi, Wikimedia
Foto:
Foto:
Climeworks
HVORFOR SMELTER JORDEN?
... eller rettere: Hvorfor smelter Jorden kun nogle steder og ikke andre? Det meste af jordskorpen er – heldigvis for os – fast, men nogle steder i undergrunden sker der opsmeltning, som danner vulkaner på overfladen.
Alt har et såkaldt smeltepunkt, hvor tilstanden skifter fra fast til flydende. Det gælder for vand, for chokolade og for bjergarterne i Jordens indre. Bjergarter har smeltepunkter på omkring de 700 grader og opefter, men det kan variere. Lidt groft sagt kan man sige, at når Jorden smelter, skyldes det enten, at smeltepunktet i det område i undergrunden er blevet lavere, eller at temperaturen i området er blevet højere. Typiske grunde til, at det sker, er:
1. DER TÆNDES FOR LAVALAMPEN
Simpelt nok: Når der tilføres varme til et område, kan undergrunden smelte, hvis temperaturen stiger til dets smeltepunkt. Jorden er varmest længst inde, og varmen udveksles løbende med overfladen, blandt andet via lokale varmeopstigninger kendt som ’hotspots’ eller kappediapirer. De stiger op og lægger sig under jordskorpen som i en slags lavalampe, hvilket opvarmer lagene ovenover, som kan begynde at smelte. På den måde dannes der områder med smeltet materiale, kaldet magmakamre eller magmadomæner, der sommetider når overfladen, hvor de bliver til vulkaner. Hawaii er dannet over sådan et hotspot og har fået flere og flere øer, i takt med at den tektoniske plade er vandret hen over hotspottet.
2. TRYKKET SIVER UD AF SPRÆKKERNE
Et lavere tryk giver generelt et lavere smeltepunkt. Når trykket i undergrunden falder, skal der pludselig ikke så høj varme til at smelte undergrunden som før. Det sker eksempelvis, hvis undergrunden strækkes og sprækker op, hvilket netop sker der, hvor tektoniske plader bevæger sig væk fra hinanden. Også kaldet en spredningszone. Det sker for eksempel under Island.
3. HAVBUNDENS VAND 'FORDAMPER'
En ændring i undergrundens sammensætning kan også ændre smeltepunktet. For eksempel tilførsel af væske eller gasser. Det sker i områder, hvor en oceanbundsplade bevæger sig ned under en anden plade (kaldet en subduktionszone). Sådan en oceanbund er fuld af vand, og det vand ’fordamper’ i takt med, at pladen varmes op på vejen ned i undergrunden. Gasserne og væskerne stiger derfor op i de overliggende lag, som smelter og bliver til magma og potentielt vulkaner.
Figur: Carsten E. Thuesen, redigeret af Lykke Sandal
Figur 3
KENDER DU VULKAN TYPEN?
Vulkaners udseende afhænger af udbruddets kraft og magmaens sejhed (se side 5). Groft sagt kan de udformes på to måder:
Skjoldvulkan: Findes primært ved områder med såkaldt basaltisk magma, som har lavt vand- og gasindhold og er ret flydende, hvilket betyder, at lavaen løber længere ud, før den størkner, og formen bliver mere som et skjold. Disse vulkaner er typisk mindre tilbøjelige til at skabe eksplosive udbrud.
Keglevulkan: Findes typisk på steder med såkaldt ’andesitisk’ magma, som er sejtflydende, men som samtidig indeholder meget vand og gasser fra den nedskubbede skorpe, der var mættet med vand (havbund). Den tyktflydende magma flyder ikke ret langt, før den størkner, hvilket er med til at skabe kegleformen. Keglevulkaner laver både eksplosive (pyroklastiske) og ikke-eksplosive (lava) udbrud. Keglevulkaner kaldes også stratovulkaner (strato betyder lag).
KEGLEVULKAN
SKJOLDVULKAN
Både skjold- og keglevulkaner kan udformes som: Centralvulkan, hvor vulkanen vokser cirkulært om en central kilde.
Spaltevulkan, hvor vulkanens udbrud er centreret om en eller flere aflange spalter. Der kan dannes kegleformede strukturer langs spalten (scoriekegler).
SPALTEVULKAN
CENTRALVULKAN
VULKANSKE LANDSKABER
MAARER
Maarer er resultatet af eksplosioner, hvor magma kommer i kontakt med grundvand. Det efterlader cirkelrunde huller i jordoverfladen. Nogle gange dannes der en ringvold af det materiale, der udslynges ved eksplosionen.
Eksempler: Víti ved Mývatn i Island (her over). I Eifel i Tyskland og Auvergne i Frankrig ses flere dybe, nu vandfyldte maarer, f.eks. Laacher See, som du kan læse om på side 30.
CALDERA
En caldera er en indsynkning af overfladen i et vulkansk område. Formen er typisk rund eller oval med stejle sider og en relativt flad bund. De største calderaer kan være 50 til 100 kilometer i diameter flankeret af op til en kilometer høje sider. Udbrud fra såkaldte supervulkaner danner calderaer i stedet for bjerge (læs mere om det på side 9).
VULKANSK STEPPE
Eksplosive vulkanudbrud kan slynge vulkansk materiale vidt og bredt omkring – sommetider med større hastighed end lyden. Fragmenterne kan lande flere kilometer væk, og det sætter sit præg på landskabet, som f.eks. i Pampas Negras (på dansk 'Den sorte steppe') i Argentina (her under).
Kilder:
Vulkan gav Maja en unik chance for at
SE IND I JORDENS INDRE
Der er stadig meget, vi ikke ved om, hvad der sker inde i Jordens indre, og det vil Maja Bar Rasmussen gerne lave om på. Et nyligt vulkanudbrud i Island åbnede en usædvanligt dyb kanal direkte til Jordens kappe, og Maja var på pletten for at tage prøver.
TEKST: JOHANNE UHRENHOLT KUSNITZOFF • LAYOUT: LYKKE SANDAL
Foto: Anna María Einarsdóttir
En fredag aften i marts 2021 sad Maja Bar Rasmussen med nogle kolleger i Reykjavik og snakkede, da opkaldet kom. Om de havde hørt det? Der skete noget på Reykjanes-halvøen mod syd. Først vidste de ikke helt, hvad de skulle gøre af sig selv. Det var jo sent, og de havde fået nogle øl. Men efter lidt snak frem og tilbage skyndte de sig ned på kontoret på universitetet. Her fandt de en række andre kolleger, som også havde forladt sofaerne og middagsbordene for at stå der foran fællesrummets storskærme. En af skærmene viste et livefeed fra en helikopter, der cirklede rundt og rundt i nattemørket over en sprække af rødglødende lys. Vulkanen var gået i udbrud.
”Der var en vild stemning. Det var meget spændende, for vi vidste jo ikke, hvad ville der ville ske. Ville sprækken åbne sig mere? Hvor ville lavaen flyde hen? Og næsten lige så vigtigt: Hvornår kunne vi komme ud at se det?”
Sådan fortæller danske Maja Bar Rasmussen, som er ph.d. i geologi med speciale i geokemi og i dag arbejder som postdoc ved Københavns Universitets Institut for Geovidenskab og Naturressourcer. I marts 2021 boede og studerende hun i Island og havde lige akkurat afleveret sin ph.d. om islandsk lava. Vel at mærke skrevet i en periode uden nogen vulkansk aktivitet.
”Heldigvis fik jeg lov at fortsætte mit arbejde på Islands Universitet og hjælpe med at tage ud til vulkanen og tage prøver i den tid, udbruddet varede,” fortæller hun.
Det er nemlig alle mand på dæk på instituttet for vulkanforskning, når der sker udbrud. For selvom Island er kendt for sine mange vulkaner, går der stadig år mellem, at de rent faktisk sender lava ud på overfladen. Det meste af aktiviteten foregår i undergrunden, hvor magmaen – altså lava, der befinder sig under jordoverfladen – varmer grundvandet op, hvilket skaber de berømte varme kilder. Sidste gang, man kunne se lava i Island, var vulkanudbruddet ved Holuhraun i det nordøstlige Island i 2014 og 2015. På Reykjanes-halvøen, hvor det nye udbrud lå, havde der ikke været et udbrud i næsten 800 år.
”Derfor var vi glade, da vi hørte, at der skete noget!” fortæller Maja Bar Rasmussen.
ALTING RYSTEDE I MÅNEDSVIS
Befolkningen i Island havde egentlig vidst i nogen tid, at et udbrud var på vej. Men ikke hvor, hvornår eller hvor voldsomt.
”Alting havde rystet i månedsvis, og så pludselig … blev der stille. Det kan betyde, at der vil komme et udbrud inden for kort tid,” siger Maja Bar Rasmussen. Når magmaen (lava nede i undergrunden) bevæger sig opad i skorpen og maser sig frem i gange og kamre i undergrundens klippeformationer, skaber det nemlig rystelser. Den sidste kilometers penge på vej mod overfladen kan derimod godt ske i relativ tavshed,
“Alting rystede i månedsvis og så pludselig ... blev der stille. Det kan betyde, at der kommer et udbrud inden for kort tid.”
MAJA BAR RASMUSSEN
POSTDOC, KØBENHAVNS UNIVERSITET
fordi de øverste lag i jorden generelt er nemmere at bryde igennem og kun skaber mindre rystelser, som ikke mærkes så tydeligt. En vulkansk udgave af stilhed før stormen. Og ganske rigtigt – udbruddet kom dagen efter.
Det stod hurtigt klart, at udbruddet var sket på et af de bedst tænkelige steder: i den øde dal Geldingadalír tæt ved fjeldet Fagradalsfjall og langt fra beboelse, veje og anden sårbar infrastruktur. Det var godt nyt. Hen over det næste døgns tid kunne Maja Bare Rasmussen og kollegerne også konstatere, at udbruddet ikke så ud til at blive større, og at lavaen flød stille og roligt op fra sprækken. Det blev besluttet, at det var sikkert at nærme sig.
”Om søndagen, altså på dag tre for udbruddet, kunne vi endelig tage derud og få de første lavaprøver (se billedet på s. 10–11, red.). Der var allerede masser af turister derude, og mange af dem gik helt tæt på lavastrømmen. Det var ret vildt at se,” siger hun.
Hun selv og kollegerne var en del mere påpasselige. Prøvetagningen foregik iført tykt beskyttelsesudstyr, hjelm og sko med varmeskjold og store handsker.
”Det var virkelig koldt der i marts, og det sneede, men når du bevægede dig hen et par meter fra lavafronten for at tage prøver, var det meget, meget varmt. Man var nødt til at arbejde hurtigt.”
Metoden var rimeligt lavpraktisk. Det foregik ved at skrabe det yderste, delvist størknede lava til side med en metalpind for at få fat i den mest 'friske', flydende lava inde i lavastrømmen. Metalpinden med den dryppende masse blev hurtigt dyppet ned i en spand med vand, så lavaen størknede og kunne håndteres. Hver prøve blev pakket i en beholder og markeret med tid og sted.
ORIGINAL OG USPOLERET LAVA
Fagradalsfjall-udbruddet viste sig at være det perfekte udbrud til prøveindsamling. Lavaen blev ved med at strømme stille og roligt op fra krateret i et stabilt flow over flere måneder (se tidslinje s. 20–21). Af den grund kunne forskerne samle usædvanligt mange prøver over usædvanligt lang tid fra en og samme lokation.
antis
Island er en særligt høj del af Den Midtatlantiske Højderyg, som er nået op over havoverfladen. Pladegrænsen løber tværs gennem øen (se t.h.), og derfor ligger her også en masse vulkaner. Vulkanudbrud er nemlig jordskorpens måde at udfylde mellemrummet mellem de to plader på.
”På den måde kunne vi følge med i kemiske ændringer i lavaen og regne ud, hvor i undergrunden den kom fra. Nærmest i 'real time', hvilket var vildt fedt. Vi fandt ret hurtigt ud af, at lavaen kom direkte fra Jordens kappe.”
Holdet kunne nemlig se på indholdet i prøverne, at det passede med de forhold, man forventer at finde på cirka 15 kilometers dybde. Hvilket svarer til tykkelsen på jordskorpen under Island, forklarer Maja Bare Rasmussen. Og dermed også adgangen til det næste lag i lagkagen – Jordens kappe (se figur med Jordens lag s. 8). Det er egentlig den, Maja Bar Rasmussen er interesseret i at vide mere om. For selvom den udgør lidt over 80 procent af planetens masse, ved vi faktisk meget lidt om den. Blandt andet af den simple grund, at der
under landjorden er så utroligt langt derind. På kontinenterne er jordskorpen nemlig de fleste steder mellem 30 og 70 kilometer tyk. Det svarer til at køre over Storebælt op til fire gange – bare nedad! Man kan derfor ikke bore derned og tage prøver. Den dybeste boring nogensinde nåede til lidt over 12 kilometers dybde, inden udstyret måtte give efter for varme, tryk og andre problemer (se mere i boks på s. 19). Vulkaner giver en slags genvej til materiale fra Jordens indre, men typisk kun til materiale, der har ligget i jordskorpen inden et udbrud. I såkaldte magmakamre eller magmadomæner. Forinden har massen typisk været undervejs i korte eller lange evigheder, fordi der er så langt op til overfladen fra kappen, og magmaen skal mase sig frem i bittesmå revner og sprækker. I al den rejsetid er kappemassen blevet blandet rundt med smeltet skorpe af forskellig slags, den har mødt på sin vej, sammen med en række andre kemiske ændringer. Derfor er det ikke normalt at se så original og uspoleret kappelava som den, der vældede op fra krateret ude ved Fagradalsfjall.
Udbruddets første timer en fredag aften i marts 2021. Majas kolleger står samlet foran livetransmission fra den helikopter, der fløj ud for at få overblik over udbruddet. Meget af tiden var de flankeret af TV-hold.
Udbruddet ved Fagradalsfjall i 2021 blev hurtigt en turistmagnet, da man fra de omkringliggende bakker havde en usædvanligt flot udsigt til lavastrømmen.
Mange bevægede sig også meget tæt på!
Foto: Maja Bar Rasmussen
”Mig bekendt er det ikke sket før,” siger Maja Bar Rasmussen.
LAVAEN SKIFTER KARAKTER
Maja og holdet arbejdede på højtryk gennem det islandske forår med at indsamle og analysere alle de nye prøver i det geokemiske laboratorium på universitetet. Efter omkring 45 dages udbrud opdagede de, at lavaens kemiske sammensætning havde ændret sig, fortæller hun. Sammensætningen af grundstoffernes isotoper var begyndt at se anderledes ud. Den nye kemiske sammensætning tydede på, at vulkanen havde fået adgang til en ny magmakilde.
”Lava skifter ikke bare lige kemisk sammensætning, for i et magmakammer vil lavaen typisk være blandet rundt, så det hele er ret homogent (ens, red.). Når det skifter karakter, må det betyde, at det er fra et nyt område eller at ny magma er kommet til,” forklarer Maja Bar Rasmussen.
En såkaldt olivinkrystal fra en af de størknede lavaprøver. De små brunlige korn midt i krystallen er stykker fra Jordens kappe, som er blevet fanget inden i krystallen, imens den størknede. Tilstedeværelsen af dem er med til at fortælle forskerne, at lavaen må være kommet op direkte fra kappen uden først at have ligget i skorpen og blive blandet rundt.
Maja Bar Rasmussen og hendes forskerkollega i gang med at analysere nogle af de første lavaprøver fra det nye udbrud. "En geokemiskers drøm," ifølge Maja. Arbejdet foregik under covid-19pandemien, derfor har de mundbind på.
Foto: Maja Bar Rasmussen
Foto: Maja Bar Rasmussen
Fagradalsfjall-udbruddet i dalen Geldingalalír set fra luften i sommeren 2021. Her er ét primært krater, som sender lava ud over landsskabet, hvor der heldigvis ikke er bebyggelse.
PLADEGRÆNSE
Pladegrænsen mellem det amerikanske og eurasiske kontinent løber tværs gennem Reykjanes-halvøen (stiplet linje). Vulkanen ved Fagradalsfjall udspringer fra spændingerne, der opstår langs pladegrænsen, og det samme gør halvøens fire andre vulkansystemer (læs mere på s. 24-25).
”Det er ikke endeligt afgjort, men vi tror, at der kan være tale om en magmagang helt nede fra skorpe-kappe-grænsen, som i den første tid har været rimeligt statisk. Efter halvanden måneds tid har gangen så skåret sig igennem forskellige magmakamre i den dybe skorpe, som har tilført en ny type magma til blandingen.” (Se s. 17 fig. 4.) En teori, som Maja og hendes kolleger netop har fået udgivet i det videnskabelige tidsskrift AGU Advances med titlen ’The Petrology and Geochemistry of the 2021 Fagradalsfjall Eruption, Iceland: An Eruption Sourced From Multiple, Compositionally Diverse, Near-Moho Sills’.
Her beskriver de også, hvordan kemien i lavaen ændrede sig flere gange under udbruddet, der som nævnt varede i cirka et halvt år. Ikke så meget som efter de 45 dage, men nok til, at forskerne kunne konstatere, at der blev skabt kontakt til flere forskellige magmakamre undervejs. Magmakamre, som hver især tilførte deres særlige magmablanding til 'hovedmagmaen' fra kappen. Muligvis kan rystelser i undergrunden have hjulpet med til at forskubbe magmagangens retning fra et kammer til et andet, forklarer hun.
”Det kan også være, at magmaen undervejs i udbruddet har
smeltet 'væggene' imellem flere kamre, som så er blevet blandet sammen. Eller begge dele.”
TVÆRSNIT AF VULKANENS ANATOMI
Uanset hvad, så er det unikt, at holdet har kunnet følge et skift i magmakilde i 'real time', som Maja siger.
”Det er mig bekendt heller ikke sket før. Det er helt fantastisk, hvis du spørger mig!”
Det giver anledning til en justering af, hvad man hidtil har troet om lava fra vulkanudbrud.
”Prøverne viser os for det første, at lavaens sammensætning kan ændre sig temmelig meget over meget kort tid, hvilket man ikke har målt så tydeligt før. Ofte har man langt færre prøver fra et udbrud, og derfor har man ofte konkluderet, at lavaen ved det specifikke udbrud var af dén sammensætning, og lavaen ved et andet udbrud var af dén sammensætning. Men måske er det ofte mere forskelligartet, bare uden at man har kunnet måle det,” siger hun.
Derudover giver det også et helt nyt indblik i Fagradalsfjall-
vulkanens anatomi. En slags tværsnit af den dybe undergrund baseret på de kemiske ændringer og blanding af lavatyper, som forskerne målte gennem udbruddet. Der er stadig mange ubekendte, og forskerne arbejder fortsat på at tolke de resultater, som analyserne af prøverne gav. Men under alle omstændigheder har udbruddet givet et direkte billede af, hvordan der ser ud dybt nede under den sydvestlige del af Island. For da der som nævnt ikke havde været udbrud i godt 800 år, har man ikke haft helt friske prøver på det før på Reykjanes.
SPOR AF GENBRUGTE SKORPER
Hvad siger det så om den mystiske kappe? Igen er svaret, at forskerne ikke helt kan konkludere noget endnu. Men Maja fortæller, at analyserne af lavaprøverne og deres såkaldte olivin krystaller, viste en usædvanlig sammensætning af isotoper, der muligvis kan skyldes tilstedeværelse af en helt særlig ingrediens i lavaen.
”Helt kort fortalt tyder det faktisk på, at kappen under Island indeholder rester af gammel jordskorpe. Altså jordskorpe, som engang er blevet skubbet ned under en anden skorpe et andet sted på jorden, og som siden er blevet transporteret op til overfladen igen.”
SE IND I VULKANENS INDRE
En vulkan er altid langt mere end det, vi kan se på jordoverfladen. Udbruddet ved Fagradalsfjall i 2021 er ingen undtagelse, og herunder kan du se en koncepttegning af, hvordan vulkanen ser ud inden i (figuren viser ikke de korrekte målestoksforhold).
Overfladekegler Vulkanudbruddet ved Fagradalsfjall i 2021 startede som en lang sprække i jordoverfladen, men efterhånden lukkede sprækken sig delvist sammen og aktiviteten blev fokuseret omkring en række mindre vulkankegler.
Usædvanligt rørsystem
Ofte kommer vulkaners lava fra magmakamre i jordskorpen, men ikke her!
Fagradalsfjall havde direkte adgang til magma fra Jordens kappe, hvilket var højst usædvanligt. Typisk har vulkaner en række områder i skorpen, hvor magmaen hentes fra (se f.eks. figur s. 24 - 25).
Skiftende magmakilder
Undervejs i udbruddet fik vulkanen tilført magma fra flere forskellige kilder. Forskerne kunne måle, når en ny kilde kom til, fordi det ændrede kemien i lavaprøverne.
Satellitfoto: European Space Agency, Copernicus Sentinel
Figur: Johanne Uhrenholt Kusnitzoff og Lykke Sandal i samarbejde med Rikke Pedersen, Geoviden
0,9mm/år
Vulkanerne fortsætter ud i havet og hele vejen ned langs Atlanterhavets midte, kaldet Atlanterhavsryggen.
Vulkanerne i Island (grønne cirkler) danner løbende nye stykker land (orange felter) langs med pladegrænsen (stiplet linje). Island vokser derfor fra midten og ud.
HVORFOR HAR ISLAND SÅ MANGE VULKANER?
De fleste lande har vulkansk materiale et eller andet sted i undergrunden, men Island er noget særligt. Island ER vulkansk materiale, bygget op af lava over millioner af år.
De to tektoniske plader, som Amerika og Europa ligger på, bevæger sig væk fra hinanden. Det foregår ude midt i Atlanterhavet, hvor pladegrænserne trækker sig væk fra hinanden med cirka to centimeter om året. Mellemrummet fyldes løbende op med ny lava fra undergrunden via vulkanudbrud langs med hele pladegrænsen. Det er den proces, der over mange millioner år har skabt selve Atlanterhavet. I den nordlige del af pladegrænsen ligger der desuden en såkaldt kappediapir Måske bedre kendt som et hotspot. Det er en gigantisk pude af varmt materiale fra Jordens kappe, som langsomt strømmer op mod overfladen. Lige præcis på det sted er der altså to forskellige processer, der danner magma og vulkanisme:
1. Oceanbundsplader der trækker sig fra hinanden
2. En kappediapir/et hotspot
De to processer skaber ekstra mange vulkaner, som bidrager med ekstra meget lava, og resultatet er: Island. En ø, der er vokset frem fra havet indenfor de seneste 20 mio. år, bygget op af de mange vulkaner som en stak lavapandekager Så længe pladerne bevæger sig fra hinanden, og kappediapiren stadig er aktiv, vil der fortsætte med at være mange vulkaner i Island. Og øen vil blive ved med at vokse.
KAPPEDIAPIR ISLAND
“ISLAND”
VULKANER NYT LAND PLADEGRÆNSE
VERDENS DYBESTE HUL
Jordens dybeste hul er 12.262 meter dybt og ligger i det nordlige Rusland på Kola-halvøen. Det er kendt som Kola Superdeep Borehole. Boringen startede i 1970 som led i en slags videnskabeligt kapløb mod Jordens indre mellem Sovjet og USA. Amerikanerne nåede kun 600 meter ned, før deres projekt måtte stoppe af forskellige politiske grunde, men russerne fortsatte ufortrødent. De borede i 22 år, før projektet stoppede i 1992 efter Sovjetunionens sammenbrud og tekniske udfordringer med temperatur og tryk. Siden er stedet overladt til forfald, som man kan se på billedet th. Selve boringshullet blev forseglet i 2005 (den blåhvide struktur i midten). Projektet gav en masse ny viden om Jordens indre, for eksempel fandt forskerne flydende vand i en dybde, man ikke havde troet mulig.
Det var faktisk det, hendes ph.d. handlede om, fortæller hun. Altså den, hun lige havde nået at aflevere, inden udbruddet startede. Der er nemlig et stort hul i vores viden om, hvad der egentlig sker med den del af jordskorpen, der skubbes ned under en anden ved pladegrænserne (bliver subduceret). For hvad sker der med den nederste plade? Blander den sig mon med resten af kappen og bliver opsmeltet igen? Eller bliver den liggende et sted nede i kappen?
”Én teori er, at der helt nede ved kernen findes en slags skorpekirkegård fuld af gamle skorper, som indimellem bliver båret med op mod overfladen af opadstigende, varmere bjergarter (kaldet en kappediapir, se s. 8). Her smelter de så muligvis sammen med den 'normale' kappe og giver anledning til lavaer med de her kemiske anomalier (udsving, red.), som vi har målt,” siger hun.
Lavaprøverne fra kappen under Fagradalsfjall er en vigtig brik til at komme nærmere skorpekirkegårdene, men der er stadig et stykke vej. Ifølge Maja er Island dog et godt bud på et sted, hvor man kan finde svarene.
”For hvert udbrud lærer vi mere om, hvad der sker dernede,” siger hun.
SLUT MED VULKANER
Alt dette fortæller Maja Bar Rasmussen imidlertid i en nutid, hvor hun faktisk ikke længere arbejder med vulkaner. I hvert fald ikke de aktive. I 2022 flyttede hun tilbage til Danmark, hvor hun fik sit nuværende job på Københavns Universitet i et projekt, der handler om lagring af CO2 i undergrunden.
”Det handler stadig om magmatiske bjergarter, så på den måde er det stadig lidt med vulkaner,” siger hun.
Hun følger stadig tæt med i, hvad vulkankollegerne i Island udgiver af nye resultater. Hun er også fortsat medforfatter på flere af de videnskabelige artikler, der kommer ud løbende omkring arbejdet med de prøver og analyser, hun var med til at lave i 2021. Og som bekendt var udbruddet i Fagradalsfjall kun det første af en række på ni udbrud, det seneste i det sene efterår 2024 (som du kan læse mere om på side 22–29).
Maja deltog kun i arbejdet med prøverne fra det første udbrud. Men det var også det bedste, som hun siger. De senere udbrud i nabovulkanen Svartsengi, som har ødelagt flere huse i byen Grindavík, og som truer vigtige vandrør, kabler og veje, har bestået af 'almindelig' lava fra magma, som har udviklet sig i skorpen. I skrivende stund er der netop startet et nyt udbrud fra Svartsengi, og tiden vil vise, hvad det vil fortælle os.
”På trods af det nyeste udbruds mere 'normale' geokemiske natur er et vulkanudbrud og lava altid interessant og et fantastisk billede på de kræfter, vores jord har,” slutter hun. •
Stilling: Postdoc på Københavns Universitets Institut for Geovidenskab og Naturressourcer (IGN)
Arbejder med: Geokemien i Jordens indre, især magmatiske bjergarter. Var med til at tage prøver fra det første af de nye udbrud på Reykjanes-halvøen i Island i 2021 og efterfølgende analysere resultaterne. Arbejder i dag med kemisk CO2-lagring ved hjælp af forskellige mineraler.
MAJA BAR RASMUSSEN
HVAD, HVOR, HVORNÅR? GUIDE TIL ISLANDS
NYE VULKANUDBRUD
Island har de seneste tre år oplevet hele ti vulkanudbrud på den sydvestlige halvø Reykjanes. De kommer fra to forskellige vulkanske områder (vulkansystemer) ved navn Fagradalsfjall og Svartsengi. Her kan du se, hvor og hvornår de ti udbrud foregik, hvilket vulkansystem de hører til, og cirka hvor stort et areal med lava de har efterladt pr. december 2024.
FAGRADALSFJALL-SYSTEMET
1. UDBRUD – 19/3 TIL 18/12
En 200 m lang sprække åbner sig i dalen Geldingadalir ved fjeldet Fagradalsfjall, og lava strømmer ud i et halvt år. Sprækken vokser til 700 meter, men indskrænkes senere til en række mindre kegler.
FAGRADALSFJALL-SYSTEMET
2. UDBRUD – 3/8 TIL 21/8
En ny sprække åbner sig i nabodalen Merdalir. Sprækken er 300 m lang, og udbruddet er kraftigere, men ebber hurtigt ud.
FAGRADALSFJALL-SYSTEMET
3. UDBRUD – 10/7 TIL 5/8
Ny sprække på næsten en kilometer åbner sig i nabodalen Liti-Rhutur. Udbruddet er igen kraftigere end det forrige. Udbruddet er det sidste fra Fagradalsfjall-systemet i denne omgang.
SVARTSENGI-SYSTEMET
4. UDBRUD – 18/12 TIL 21/12
Vulkansystemet Svartsengi vest for Fagradalsfjall går nu i udbrud. En kæmpe sprække på flere kilometer skærer sig gennem en dal nordøst for byen Grindavik. Sprækken starter ved Sundhnúkur-bakken og får navn derefter: Sundhnúkagígar, hvor gígar betyder krater. Udbruddet er meget voldsomt i forhold til dem i Fagradalsfjall-systemet, med lavafontæner på mange meters højde, som dog hurtigt dør ud igen,
SVARTSENGI-SYSTEMET
5. UDBRUD – 14/1 TIL 16/1
Efter nogle uger starter et nyt udbrud, denne gang tættere på byen Grindavik med to nye, mindre sprækker. Myndighederne har siden første udbrud arbejdet på højtryk for at bygge en jordvold rundt om Grindavik, men sprækken skærer igennem jordvolden, og lava fra den sydligste sprække ødelægger flere huse. Udbruddet dør heldigvis igen hurtigt ud.
SVARTSENGI-SYSTEMET
6. UDBRUD – 8/2 TIL 10/2
En ny sprække åbnes oven i den gamle fra 4. udbrud. En stor mængde lava spreder sig langt omkring og afskærer hovedvejen til Grindavik og kommer faretruende tæt på turistattraktionen Den Blå Lagune, hvor en beskyttende jordvold er ved at blive bygget.
ISLANDS INTERNATIONALE LUFTHAVN, KEFLAVIK
SVARTSENGI-SYSTEMET
7. UDBRUD – 16/3 TIL 8/5
Nyt kraftigt udbrud i samme sprækkeområde, tæt ved fjeldet Stóra-Skógfell. Lavaen bevæger sig bl.a. mod Grindavik i syd, men her er også bygget en jordvold, som leder lavastrømmen væk fra byen og ud mod havet længere østpå. Lavaen bevæger sig også videre langs beskyttelsesvolden nord om Den Blå Lagune og Svartsengi-kraftværket.
UDBRUD I SVARTSENGIVULKANSYSTEMET
SÝLLINGAFELL
DEN BLÅ LAGUNE
JORDVOLDE MOD LAVA
HAGAFELL
FORSTAD TIL REYKJAVIK
UDBRUD I FAGRADALSFJALLVULKANSYSTEMET
LITÍ-HRÚTUR
SVARTSENGI-SYSTEMET
8. UDBRUD – 29/5 TIL 22/6
Nyt udbrud i kratersprækken, som i starten har et dobbelt så højt flow af lava som det første Svartsengiudbrud i december 2023. Lavastrømmen breder sig både mod Den Blå Lagune i vest og mod nord og syd, men den store jordvold forhindrer mere alvorlige skader.
STÓRA-SKÓGFELL
MERADALÍR
GELDINGADALÍR
Reykjanes
Udbrud i Fagradalsfjallvulkansystemet
Udbrud i Svartsengivulkansystemet Krater
Jordvolde mod lava
SVARTSENGI-SYSTEMET
9. UDBRUD – 22/8 TIL 5/9 Det voldsomste udbrud hidtil med cirka 25 procent mere lava end forrige udbrud. En ekstra sprække åbner sig mod nord, hvilket giver en samlet sprække på næsten syv kilometer i aktivt udbrud! Lavaen flyder denne gang heldigvis primært mod nordøst, hvor der er mere øde, og skaderne derfor ikke så store.
SVARTSENGI-SYSTEMET
10. UDBRUD – 20/11 TIL ? Udbrud, som stadig er aktivt i december 2024. En smule mindre kraftigt end det forrige. Lavastrømmen truer dog med at nå op over jordvoldene ved Svartsengi-kraftværket, og myndighederne forsøger bl.a. at omdirigere den med vand. Parkeringspladsen ved Den Blå Lagune ligger uden for jordvolden og er blevet begravet i et lag af mange meter lava.
“ HVIS VI FÅR MANGE FLERE UDBRUD, BEGYNDER
DET AT BLIVE SVÆRT”
Danske Rikke Pedersen leder et nordisk vulkanforskningscenter i Island og har travlt for tiden. Reykjanes-halvøen er på sit tiende vulkanudbrud på tre år, med lavastrømme, der truer med at begrave huse, veje og varme kilder. Måske ser islændingene ind i flere hundrede år med udbrudsaktivitet i området, men de tager den alligevel relativt med ro.
TEKST: JOHANNE UHRENHOLT KUSNITZOFF LAYOUT: LYKKE SANDAL
Kunstig vold bygget af myndighederne for at lede lavaen uden om et vigtigt kraftværk og Den Blå Lagune. Volden er nogle steder over 20 meter høj. I baggrunden ses lavaen sprøjte op af kratersprækken.
Terrænet nord for byen Grindavik forud for det første udbrud i Svartsengi-systemet.
Man kan ane resterne af kratersprækken fra tidligere i samme vulkan. Til højre i billedet ses størknet lava fra udbruddene i Fagradalsfjall-systemet mellem 2021 og 2022.
EFTERÅR 2024
Svartsengi-systemet gik i udbrud i december 2023 og har dækket et meget stort område under lava. Flere steder er lavaen ledt uden om bebyggelse med store jordvolde, som man kan se her til venstre. Lavaen kommer fra sprækker langs den stiplede linje, også kaldet Sundhnukúrkraterrækken.
GRINDAVIK
GRINDAVIK
FAGRADALSFJALL
STØRKNET LAVA
STØRKNET LAVA
“I
nden for de næste par dage når vi den nedre grænse for, hvad jordskorpen ved Svartsengi-systemet kan holde til, og så er det meget sandsynligt med et nyt udbrud,” sagde vulkanolog Rikke Pedersen, da vi sluttede vores snak over Teams en tirsdag eftermiddag i november. Næste dag klokken 23.14 gik vulkanen i udbrud.
Rikke Pedersen er med andre ord en, der kender sine vulkaner. Som centerleder af Nordisk Vulkanologisk Center (kaldet NordVulk) under Islands Universitet er hun ansvarlig for et hold forskere, der sammen med andre af Islands myndigheder holder skarpt øje med landets meget aktive vulkaner. Og lige nu er der nok at se til. Som du kunne læse på siderne 10 – 19, startede der et udbrud i Fagradalsfjall på den islandske halvø Reykjanes i marts 2021, det første i området i 800 år. Vulkanudbruddet ved Fagradalsfjall gik i sig selv igen, men som mange nok ved, var det bestemt ikke slut med vulkansk aktivitet i området. Siden har der været ni nye udbrud inden for en radius på under ti kilometer. Vel at mærke et område med omkring 28.000 beboere, hvilket gør det til et af landets mest befolkede områder. De fleste har nok set billederne af den evakuerede kystby Grindavík, der lyses op af skæret fra lavaen, som strømmer ud af en sprække få meter fra de yderste huse. Eller videoklip af gravkøer, der arbejder på den enorme jordvold rundt om Den Blå Lagune, imens fronten af lavastrømmen langsomt krabber sig nærmere og nærmere. Der mangler nærmest bare, at en amerikansk actionhelt stikker hovedet ud af en af maskinerne og siger noget kækt, så havde det lignet en katastrofefilm. Måske lige bortset fra, at islændingene tager situationen med en beundringsværdig ro.
”Vi er jo i et land, hvor folk er vant til vulkanudbrud, selvom vi ikke er så vant til, at det rammer i så bebyggede områder. De fleste er fascinerede, men ikke bange,” fortæller Rikke Pedersen.
Hun selv bor med udsigt til de aktuelle udbrud, dog i behørig afstand. Som hun siger, er det stadig ikke hverdagskost, at de islandske vulkaner ødelægger huse, veje og vigtig infrastruktur, som det er sket i denne omgang på Reykjanes. De mest aktive vulkaner ligger mere afsides inde på øen – ikke så overraskende har folk gennem tiderne valgt at slå sig ned og anlægge veje og byer langt væk fra dem. Blandt andet på Reykjaneshalvøen, hvor det som nævnt er mange hundrede år siden, der senest var vulkansk aktivitet. I mellemtiden er der kommet
DEN BLÅ LAGUNE
REYKJAVIK
KEFLAVIK
LUFTHAVN
REYKJANES
SVARTSENGIFAGRADALSFJALL
BRENNISTEINSFJÖLL
Reykjanes År før nu Svartsengi
1.000 år siden
2.000 år
3.000 år
4.000 år
SPREDNINGSRYG
VULKANSYSTEMER
NYESTE UDBRUD
FORRIGE UDBRUD
GAMLE UDBRUD
På kortet ovenfor ses de fem vulkansystemer på Reykjanes (brun) sammen med placering af lavastrømmene fra hhv. de nuværende udbrud (gul) og forrige udbrudssekvenser (lilla). Der er to ældre udbrudssekvenser, som for enkelhedens skyld kun vises på tidstabellen t.v (grønblå felter). Vulkansystemerne på Reykjanes er alle centreret omkring spredningsryggen/ pladegrænsen (rød streg), men er tegnet med udflydende kanter, da deres udbredelse i undergrunden kan variere.
Datering af lavaen fra de forskellige vulkanske systemer på Reykjanes-halvøen viser, at de fire af dem går i udbrud med relativt faste intervaller, som vist på tabellen t.v. Gennem de seneste 4.000 år har mønstret gentaget sig selv tre gange: et par hundrede år med spredte udbrud fra de fire systemer efterfulgt af mellem 600 og 800 års pause. Fagradalsfjall-vulkansystemet i midten har dog ikke været en del af 800-års-rullet, og var senest i udbrud for omkring 6.000 år siden.
en international lufthavn til og den verdensberømte turistmagnet Den Blå Lagune, for at nævne nogle af de mere kendte lokaliteter ud over de mange tusind boliger. Det er med andre ord uheldigt, at det netop er her, vulkanerne nu er aktive, for her er rigtig meget, der helst ikke skal dækkes af lava. Med det sagt, så vidste myndighederne generelt også godt, at der nok var noget på vej. For som Rikke Pedersen forklarer, så har en gruppe kollegers kortlægning og datering af gammel lava på halvøen vist, at den slags udbrud sker med cirka 600 til 800 års mellemrum. Så det var op over.
”Vi kan se, at der igennem de seneste knap 3.500 år har været udbrudsperioder på Reykjanes med cirka 750 års interval. Det er sket tre gange, og det seneste udbrud sluttede i 1240,” siger hun (se figur 6 side 24).
Det er altså 784 år siden sidste udbrud, som var slutningen på en periode på godt 500 år med vulkansk aktivitet, der på islandsk omtales Reykjanes Eldar (Reykjanes Branden). Men vel at mærke ikke med udbrud i hele perioden, slår Rikke Pedersen fast.
”De her perioder har hver gang varet nogle hundrede år, hvor der er aktivitet med stille perioder imellem efterfulgt af de her næsten 800 år, hvor der slet ikke er nogle udbrud. Det er også det, vi forventer vil ske i den aktuelle udbrudsperiode.”
DE FEM VULKANSYSTEMER
Rikke Pedersen forklarer, at der faktisk er fem individuelle vulkanske systemer på Reykjanes. Ét opkaldt efter halvøen selv, Reykjanes, og derudover Eldvörp-Svartsengi (kaldes bare Svartsengi), Fagradalsfjall, Krýsuvik og Brennisteinsfjöll. Man omtaler generelt vulkanerne i området som vulkansystemer fremfor enkeltstående vulkaner. Der er nemlig ikke tale om karakteristiske kegleformede vulkaner, som man måske ser for sit indre øje. Vulkanerne i Island er typisk aktive gennem lange sprækker (kaldet spaltevulkaner), der åbner sig i landskabet langs med den pladegrænse, der løber gennem øen. For den utrænede beskuer ville det muligvis være svært at se, hvilken vulkan der er i udbrud, fordi de ligger relativt tæt på hinanden og ikke nødvendigvis går i udbrud samme sted hver gang. De adskiller sig imidlertid tydeligt i undergrunden ved at hente deres lava gennem hver sit 'rørsystem'. Vulkanforskerne kalder det rent faktisk 'volcano plumbing systems'.
”Vulkansystemerne er defineret ved, at de har hver sit område med magmaproduktion,” siger Rikke Pedersen. Dybt nede i undergrunden, omkring kappen, er de dog alle en del af de samme vulkanske processer, der bringer varme fra kappen op mod overfladen og gør Island til et særligt aktivt vulkansk hotspot (se mere side 18). Det lille land er kun lidt over dobbelt så stort som Danmark, men har over 30 forskellige aktive vulkanske systemer. Hvoraf de fem altså ligger på Reykjaneshalvøen og to af dem nu er vækket til live. Dog
“Vulkansystemerne er defineret ved, at de har hver sit område med magmaproduktion.”
RIKKE PEDERSEN CENTERLEDER, NORDVULK
med en væsentlig afvigelse fra de tre forrige udbrudsperioder, forklarer Rikke Pedersen. Som man kan se på figur 6, er Fagradalsfjall-systemet nemlig ikke en del af 750-års rytmen. Det er faktisk omkring 6.000 år siden, der senest var et udbrud fra præcis den del af undergrundens 'rørsystem', og der var faktisk ingen, der havde regnet med, at Fagradalsfjall-systemet ville gå i udbrud. Forskerne forventede, at udbruddene ville starte i nabosystemet Svartsengi. Her havde der nemlig været gentagne trykstigninger siden 2020. Det var så vel at mærke ikke helt skørt, da det var Svartsengi, der
REYKJANES’ SKÆVE EKSISTENS GIVER SÆRLIG CYKLUS
I Island er der mere end 30 forskellige vulkansystemer, og i gennemsnit er et af dem i udbrud hvert fjerde år. På Reykjanes er der lange pauser på næsten 800 år, hvor der så til gengæld er høj aktivitet i en periode. Den usædvanligt lange inaktive periode skyldes muligvis, at Reykjanes har en skæv 30 graders vinkel på oceanbundspladernes bevægelse væk fra hinanden. Spredningsenergien fordeles derfor en smule anderledes end ved de områder af Island, hvor pladerne bevæger sig mere vinkelret fra hinanden og typisk har kortere mellem udbrudsperioder.
HVAD ER ET VULKANSYSTEM?
Vulkansystemer skal her forstås som forskellige områder med vulkansk aktivitet, som danner magma hvert sit sted i undergrunden.
Figur: Johanne
Uhrenholt Kusnitzoff, Lykke
Sandal
Figur 7
m 3/ s
Talrige tynde magmakamre i skorpen på Svartsengi-systemet skaber en slags forhindring, der får trykket til at stige voldsomt på magmaens vej mod overfladen. Derfor er der meget mere voldsomme udbrud fra dette system end i Fagradalsfjall, hvor trykket og magmaflowet er stabilt hele vejen fra kappen.
5 m3 / s
Begge vulkansystemer får tilført magma fra Jordens kappe. Her sker sandsynligvis en tiltagende fin forgrening af vulkanernes rodsystemer, som har kontakt til flere forskellige magmakilder. Rodnettet på vulkanerne er ikke faste systemer, men kan ændre sig over tid – det målte forskerne i de aktuelle udbrud.
m3 / s
Figur: Johanne Uhrenholt Kusnitzoff, Lykke Sandal samarbejde med Rikke Pedersen
De to nabovulkaner Svartsengi og Fagradalsfjall ser forskellige ud indeni. Svartsengi har et netværk af små magmakamre i de øvre lag, som Fagradalsfjall ikke har. Det er den primære årsag til, at det ene udbrud er langt mere voldsomt end det andet.
BEMÆRK: FIGUREN VISER IKKE MÅLESTOKSFORHOLD
efterfølgende gik i udbrud i 2023 og i skrivende stund er i gang med sit syvende udbrud (se tidslinje s. 20-21).
MEGET FORSKELLIGE UDBRUD
Fagradalsfjall-vulkansystemet er rent faktisk lidt af en underlig fisk, fortæller Rikke Pedersen, for det opfører sig slet ikke som de fire nabovulkaner.
”De tre udbrud, vi så fra Fagradalsfjall, var ekstremt rolige udbrud. Lavaen flød stille og roligt og stabilt. Det første i bunden af en dal med form som et badekar, så der var optimalt udsyn ovenfra og begrænset risiko, når man færdedes i området,” siger hun. Derfor blev vulkanen også lynhurtigt oversvømmet af turister, som fløj ind fra hele verden for at se fænomenet og tage selfies foran lavastrømmen. Det samme gjorde sig ikke gældende for de senere udbrud fra nabosystemet Svartsengi. Her kom første udbrud i december 2023, og det var mildest talt mindre turistvenligt. Rikke Pedersen fortæller, at hun og kollegerne havde kunnet følge magmaen via seismiske målinger, imens den skar sig ind under kystbyen Grindavík i en kæmpestor underjordisk sprække i nogle kilometers dybde. Byens beboere blev evakueret, og kort tid efter nåede magmaen jordoverfladen nordøst for byen.
”De nye udbrud i Svartsengi er langt mere voldsomme, med lava, der står mere end hundrede meter op i luften. Der har indtil nu været seks (nu syv, red.) udbrud fra Svartsengi, og hver gang er de blevet endnu mere voldsomme. Fagradalsfjall opførte sig slet ikke sådan og var til sammenligning nogle mini-miniudbrud,” siger Rikke Pedersen.
Som du kan læse om i artiklen om Fagradalsfjall-udbruddet på s. 10-19, kom lavaen fra en usædvanlig stor dybde uden først at ligge i venteposition i skorpen, som det oftest foregår. Der var mere eller mindre direkte adgang via en lang sprække helt ned i Jordens kappe (se figur 8 s. 26). Det er også grunden til, at Svartsengi-udbruddene er langt mere voldsomme, forklarer Rikke Pedersen.
”De to vulkansystemer har meget forskellig indre anatomi. Svartsengi har i omkring fem kilometers dybde en masse tynde magmakamre og gange, som magmaen skal igennem. De mange kamre og gange gør det sværere for magmaen at passere, og derfor stiger trykket voldsomt i det område, fordi der fortsat kommer ny magma nedefra. Det betyder, at når der endelig brydes igennem til overfladen, sprøjter lavaen ud ved høj kraft. Fagradalsfjall har ikke de gange og kamre i skorpen, så her kan lavaen løbe mere roligt ud.”
Man kan sammenligne det med at klemme tandpasta ud af en tube. Det foregår normalt meget roligt, men hvis man forestiller sig en tube med mange små kanaler indeni, så vil man være nødt til at mase enormt hårdt for at få noget ud. Så siger det pludselig 'splat!' ud på spejlet. Forskellen i vulkansystemernes indre kanaler betyder, at selvom de starter med at have cirka samme rolige gennemstrømning af magma i den nedre del af skorpen på omkring 5 m3 i sekundet, stiger det i Svartsengi til over 1.000 m3 i sekundet, når det strømmer op mod overfladen. Ligesom tandpasta-splattet. Ved Fagradalsfjall forblev strømningen omtrent den samme hele vejen igennem, med nogle få udsving. Rikke Pedersen forklarer, at det formentlig er, fordi Fagradalsfjall er et 'umodent' vulkansystem.
“De mange kamre og gange gør det sværere for magmaen at passere, og derfor stiger trykket voldsomt.”
RIKKE PEDERSEN
CENTERLEDER, NORDVULK
”Fagradalsfjall har ikke været ret aktiv sammenlignet med de andre systemer på Reykjanes, og derfor er det langt mindre udviklet end Svartsengi og de andre. Der har ikke nået at udvikle sig magmadomæner på lavere dybde. Svartsengi er mere modent og opfører sig mere, som vi ville forvente at se fra vulkansystemer langs med en spredningszone som den, der løber gennem Island,” fortæller hun.
MÅSKE HALVVEJS MED UDBRUD
Lige nu arbejder islandske myndigheder på at forhøje de volde, der leder lavastrømmene fra det aktuelle syvende Svartsengi-udbrud udenom Den Blå Lagune, et centralt kraftværk og vigtige varmtvandsledninger. Nogle steder er voldene allerede 22 meter høje, fortæller Rikke Pedersen, så det er snart begrænset, hvor meget højere de kan blive. I skrivende stund arbejder myndighederne med at sprøjte vand på lavastrømmen, så den flyder langsommere. Det har indtil videre forhindret lavaen i at bryde gennem digerne, men det kræver døgnbemanding og 26.000 liter vand i minuttet.
”Det er da klart, at hvis vi får mange flere udbrud, begynder det at blive svært at beskytte infrastrukturen. Men forhåbentlig er vi over halvvejs med udbruddene fra Svartsengi – det tyder vores data i hvert fald på,” siger hun og forklarer, at det kan måles i den mængde magma, der er frigivet i sprækkerne i undergrunden. Der er nemlig en klar sammenhæng mellem det stræk, der er foregået i jordskorpen igennem de seneste 784 år, og så de vulkanudbrud, der følger efter. Island er jo
Fagradaslfjall
Et af de første store udbrud fra Svartsengi-vulkanens række af kratere kaldet Sundhnúkukagígár.
I baggrunden ses byen Grindavik, som var blevet evakueret forinden.
en del af en pladegrænse, hvor to oceanbundsplader bevæger sig væk fra hinanden med cirka to centimeter om året. Det giver altså et stræk på omkring 16 meter hen over Reykjanes-halvøen, siden der sidst var udbrud. Det skaber et kæmpe stress i jordskorpen, og vulkanudbruddene er Jordens måde at nulstille det på, forklarer Rikke Pedersen.
”Vi kan se, at der er dannet omkring fem meter ny skorpe langs de opståede sprækker i Svartsengi-systemet, så der er blevet genopbygget en vis balance i skorpen. Desværre kan vi ikke sige, præcis hvor meget af de 800 års stress der er blevet udlignet med de fem meter ny skorpe i det system. Men vi estimerer, at det er over halvvejs.”
Strækket i jordskorpen er ikke nødvendigvis jævnt fordelt ud over halvøen, forklarer hun, så selvom der er skabt fem meter ny skorpe ét sted, betyder det ikke nødvendigvis, at ubalancen er tilsvarende udlignet. Det er ikke én til én.
Sandsynligvis skal de tre andre vulkansystemer, Reykjanes, Krýsuvik og Brennisteinsfjöll, også i udbrud, før halvøens undergrund er i balance igen. De er simpelthen en nødvendig del af reparationsholdet til den udstrakte jordskorpe. I hvert fald er det sådan, det er gået de seneste tre gange.
”Vi regner med, at de tre andre vulkansystemer også vil komme i udbrud i løbet af de næste par hundrede år, men det er vigtigt at sige, at der er masser af usikkerheder. Det hele bygger på statistik og antagelser. Nogle gange går det anderledes i virkeligheden,” siger centerlederen.
MERE MAGMA PÅ VEJ
Det betyder imidlertid også, at de kommende udbrud formentlig vil blive tiltagende kraftige, fortæller Rikke Pedersen. For i takt med, at den udstrakte skorpe 'repareres' med opfyldning af magma, bliver der mindre ledig plads, og til sidst ingen, i de små mellemrum i de øvre dele af skorpen.
Svartsengikraftværket
Stóra-Skógfell
Når der kommer nye udbrud, vil tiltagende mængder magma derfor være nødt til at vælge den næstbedste vej, nemlig ud på jordoverfladen.
”Vi har dog ikke nogen tegn på, at de andre systemer er på vej i udbrud lige nu,” siger hun og forsikrer, at hun ikke selv går rundt og er nervøs. Der kan gå mange år, før det sker. Det er ikke til at sige. Derfor overvåger myndighederne samtlige vulkansystemer nøje for at kunne være lidt på forkant, når det går i gang. En alvorlig tid at være vulkanforsker i, men også en god tid, slår Rikke Pedersen fast:
”Som forsker er det jo ufattelig spændende, det der sker, og vi lærer så meget nyt ved hvert eneste udbrud. Men det dæmper da arbejdsglæden, når der er mange mennesker, der er påvirket af det. Men det er spændende, når der sker noget.” •
RIKKE PEDERSEN
Stilling
Centerleder og forsker på Nordisk Vulkanologisk Center (NordVulk) under Islands Universitet. Uddannet ph.d. i geofysik ved Islands Universitet.
Hvad arbejder du med?
"Primært ledelsesopgaver og mediehenvendelser, men arbejder også med vulkaners indre anatomi og overfladedeformationer under udbrud, skorpestrukturer under Island og meget mere."
Hvorfor er jeres vulkanforskning vigtig?
"Aktiviteten på Reykjanes er et direkte vindue ind i skabelsesprocessen for Jordens plader, kaldet rifting sekvenser. Sidste gang det skete var for 50 år siden ved vulkanen Krafla i Nordisland. Dengang havde forskerne langt færre instrumenter og teknikker til at observere og dokumentere begivenhederne, og derfor er det spændende at følge de aktuelle udbrud med alle de målemuligheder, vi har i dag. Det gør, at vi kan få en dybere forståelse af, hvordan Jordens tektoniske plader skabes. NordVulk-gruppen har allerede udgivet en række videnskabelige artikler om aktiviteten i både Fagradalsfjall og Svartsengi bl.a. i de anerkendte tiddskrifter Nature og Science. Og jeg er er ikke i tvivl om, at vi har data nok til yderligere mange års forskning."
Følg med i NordVulks forskning og videnskabelige udgivelser her: https://nordvulk.hi.is/
Grindavík
Den Blå Lagune
Foto: Iceland Coast Guard, Björn Oddsson
DER ER EN
VULKAN I DIN BAGHAVE!
Måske tænker du på vulkaner som noget fjernt og eksotisk. Men der ligger faktisk en og sover cirka midt i Tyskland – og noget i undergrunden rører på sig dernede sydpå. Men bare rolig: Der er ingen fare lige nu, og vulkanen er en fantastisk mulighed for at blive klogere på ændringer i Jordens fortidsklima. Den viden kan komme os til gavn, når vi skal prøve at forstå nutidens klimaændringer og ikke mindst forudsige, hvad der kan ske i fremtiden.
lt ånder fred og ro ved Laacher See, som ligger lidt syd for Bonn i den tyske delstat Rheinland-Pfalz. Den nogenlunde runde sø er omkranset af bløde bakker med skov og eng, og ikke langt fra dens bredder ligger et gammelt kloster, fine hoteller og flere små byer.
På sin vis er Laacher See en sø som alle andre: Bølgerne slår mod bredden, folk bader og sejler, fugle fanger småfisk, og årstiderne kommer og går.
Men Laacher See har en historie, som gør den særlig – i hvert fald set med nordeuropæiske øjne. For går vi tilbage til et sent forår for cirka 13.000 år siden, var området alt andet end idyl. Snarere helvedes forgård. Dengang hærgede et kæmpe
vulkanudbrud i månedsvis og sendte store mængder aske op i atmosfæren. Glødende laviner af varm gas, aske og større fragmenter af vulkansk materiale, fyldte de nærliggende dale med vulkansk materiale.
RUMLEN I DYBET
I 2019 skrev en række internationale forskere i det videnskabelige tidsskrift Geophysical Journal International* så, at noget igen rumsterede nede i dybet under den smukke, fredelige sø. Over en årrække havde de overvåget undergrunden under Laacher See og registreret otte serier af lavfrekvente jordskælv i dybder på mellem 10 og 45 kilometer. En klar indikation af aktivitet i dybet.
CHRISTIAN TEGNER
Professor ved Institut for Geoscience på Aarhus Universitet. Forsker blandt andet i geologiske processer forbundet med vulkanisme.
Laacher See er en vulkansk landskabsform, som kaldes en maar: et cirkelrundt hul i jorden, der er opstået efter en gaseksplosion.
DET STØRSTE VULKANOMRÅDE I CENTRALEUROPA
Laacher See er en sø syd for Bonn i den tyske delstat Rheinland-Pfalz. Dens areal er 3,3 km2 og udgøres af resterne af et krater, der forsynes med vand fra en kraftig grundvandsstrøm. Krateret opstod ved et voldsomt vulkanudbrud for 13.000 år siden.
Laacher See er en del af det vulkanske område Eifel og er omgivet af mange vulkanske bjergtoppe. Omkring 450 små og store vulkaner vidner om udbrud, der har rystet undergrunden igen og igen over mere end 40 millioner år. De fleste af dem var kun aktive i kort tid.
I dag kan man gå en tur ved den naturskønne Lacher See og se spor fra vulkanen i form af op til 50 meter tykke såkaldte pyroklastiske aflejringer tæt ved vulkanen. Askelaget fra udbruddet kan findes i store dele af Europa, blandt andet i den sydlige del af Sverige, og der er også fundet spor af askelaget på Bornholm. Nederst på billedet ses Christian Tegner og en kollega.
VULKANEN GIK I UDBRUD OM FORÅRET
Selvom vi ikke har nogen historiske kilder, der kan fortælle om Laacher See-udbruddet, kan forskerne faktisk ret fint estimere, hvilken tid på året det skete. Askelaget har nemlig bevaret planterester og spor af dyr, som alle peger i retning af et udbrud i det sene forår eller tidlige sommer.
Laacher See
Når man går en tur rundt om Laacher See, kan man visse steder se bobler i vandet. Det er afgasning af CO₂ og viser, at vulkanen stadig er aktiv.
For at høre lidt mere om, hvad det betyder, og hvordan man kan vide det, har Geoviden taget en snak med Christian Tegner, som er geolog og professor ved Institut for Geoscience på Aarhus Universitet.
”Tanken er, at disse lavfrekvente mikrojordskælv dannes, når magma bevæger sig i Jordens skorpe. Vi kender det f.eks. fra observationer i Island. I dette tilfælde indikerer det, at der foregår en langsom tilførsel af magma til et magmakammer dybt under Laacher See,” forklarer han.
SØEN
BOBLER
På baggrund af deres undersøgelser slog forskerne fast, at den gamle vulkan potentielt kan aktiveres igen fra den nuværende dvaletilstand. De skyndte sig samtidig at fortælle offentligheden, at der ikke var grund til at frygte et udbrud. De geologiske processer, der får et magmakammer til at fyldes og i sidste ende eksplodere, tager virkelig, virkelig lang tid! Ved Laacher See-vulkanens seneste udbrud tog det omkring 30.000 år at fylde de øvre magmakamre, inden den altså gik i sit seneste og hidtil sidste udbrud for 13.000 år siden.
”Ud over de geofysiske observationer, som forskerne beskriver i artiklen fra Geophysical Journal International, kan man visse steder langs søbredden observere, at vandet bobler en lille smule. Det er ikke helt nemt at finde og se boblerne, og jeg har desværre ikke selv set dem. Men denne observation tyder også på, at der er en smule vulkansk aktivitet,” fortæller Christian Tegner.
Forskerne mener, at de CO2-bobler kommer fra afgasning af magma dybt nede under søen.
Men én ting er, hvad geologien kan fortælle os om potentielle fremtidige udbrud. Noget andet er, hvad geologien kan vise os om det, som skete i Eifel-området dengang for 13.000 år siden, og hvilke konsekvenser det havde.
ET VIRKELIG KRAFTIGT UDBRUD
Ved kraftige udbrud spyr vulkaner store mængder af partikler og gasser ud i atmosfæren. Hvis der er knald nok på udbruddet, ryger vulkanens indhold så langt op, at det havner i
FIGUR 9: SKALAEN FOR VULKANUDBRUD
Vulkanudbrud måles på det såkaldte vulkanske eksplosivitets-indeks (Volcanic Explosivity Index eller VEI). Det er nogenlunde magen til richterskalaen, som mange vil kende fra jordskælv. Begge skalaer er en blanding af kvantitative målinger og kvalitative iagttagelser.
VEI-skalaen starter ved 0, som indikerer udbrud, der producerer mindre end 0,0001 kubikkilometer materiale. De fleste af disse udbrud er meget små, og nogle af dem består af lava, der strømmer fra krateret i stedet for at blive kastet ud. Efter 0 bliver skalaen logaritmisk, det vil sige, at mængden af vulkansk materiale tidobles for hvert trin: VEI 1 producerer mellem 0,0001 og 0,001 kubikkilometer materiale, VEI 2 mellem 0,001 og 0,01 osv.
stratosfæren, det vil sige den del af atmosfæren, som er 10-50 kilometer over os. I stratosfæren er der normalt ingen skyer eller regn, og derfor er partiklerne længe om at blive vasket ud og kan blive hængende deroppe i lang tid og nå vidt omkring (se figur 10).
Ved Laacher See-udbruddet tog vindene i lavere luftlag fat i asken og blæste en god del mod syd hen mod Alperne –den findes som tyndt lag i rigtig mange bjergsøer dér – men størstedelen regnede ned over nutidens Tyskland, det vestlige Polen og hen mod Østersøen. På Bornholm findes der i dag askelag fra dette udbrud, som – efter 13.000 års sammenpresning og på en afstand af over 700 kilometer fra vulkanen – stadig er nogle millimeter tykke.
VEI
Eksempler
ArenalCosta Rica, ca. 800 f.Kr
Ejya öll, 2010 (0,14 km³)
Mount St. Helens, 1980 (≈ 1 km(0,14 km³)
Laacher See, 10.966 f.Kr. (>20 km³)
Tambora, 1815 (>100 km³)
Campagnian Ignimbrit Y5, 38.000 f.Kr. ≈300 km³)
Toba, 72.000 f.Kr. ≈2.800 km³)
Laacher See-vulkanudbruddet og effekten på klimaet, Felix Riede et al . 2019
Foto: StefanVeres,de
SÅDAN PÅVIRKER ET VULKANUDBRUD KLIMAET
Vulkanudbrud er en vigtig medspiller, når det gælder naturlige variationer i Jordens klima. De kan både gøre det varmere og koldere:
VULKANERS OPVARMENDE EFFEKT
Sker over millioner af år. Vulkanisme indgår i det globale kulstofkredsløb, og når en vulkan går i udbrud, frigives der CO₂ fra dybtliggende geologiske lagre til atmosfæren og oceanerne. Det påvirker CO₂-koncentrationen disse steder og bidrager til drivhuseffekten (læs mere om den i Geoviden nr. 2/2024), der er med til at styre Jordens klima.
VULKANERS NEDKØLENDE EFFEKT
Sker nu og her, når særligt eksplosive vulkaner kaster store mængder svovlholdigt materiale ud i atmosfæren. Det kan i nogle tilfælde påvirke vejr og klima på regional og global skala, præcis som det skete ved Pinatubo-udbruddet i Filippinerne i 1991, som du kan læse om på side 34. Denne nedkølende effekt afhænger især af to faktorer:
1. Eksplosionens kraft: Hvis udbruddet er kraftigt nok, kan partiklerne nå helt ud i stratosfæren, som ligger 10-50 kilometer over os. I stratosfæren er der normalt ingen skyer eller regn, så partiklerne er længe om at blive vasket ud. Derfor kan de blive hængende deroppe i lang tid og nå vidt omkring.
2. Sammensætningen af partikler: Mængden af svovl (S) og andre svovlforbindelser er vigtig, fordi svovl omdannes til svovldioxid (SO₂) og svovlsyre (H₂SO₄). Svovlsyren danner aerosoler, (små luftbårne
partikler eller dråber), og de kan sprede sig og forblive i stratosfæren i op til tre år. Aerosolerne spreder, absorberer og reflekterer Solens stråler og sender dermed en del af strålingen (det vil sige varmen), tilbage til verdensrummet. Altså har aerosolerne en betydelig indflydelse på, hvor meget af Solens indstråling (varme), der når Jordens overflade. Konsekvensen er en afkøling af klimaet ved jordoverfladen og i den nederste del af atmosfæren.
VARME FRA SOLEN
ØGET REFLEKSION
SVOVLSYREAEROSOLER OG MIKROPARTIKLER FRA UDBRUDSMATERIALE (<125 ΜM)
ASKENEDFALD
MINDRE VARME FRA SOLEN
UDBRUDSMATERIALE
Figur 10: Vulkaners påvirkning af klimaet er beregnet ved at kombinere strålingsfysik og viden fra nyere satellitobservationer med mængden af svovlsyre i isborekerner fra flere steder på Jorden.
FRA VULKANSK AKTIVITET OG SOLEN
Krakatau (1883) Santa Maria (1902) El Chichon (1982) Agung (1963)
Pinatubo (1991)
VULKANSK AKTIVITET STRÅLINGSPÅVIRKNING FRA SOLEN
Figur 11: Her vises estimerede variationer i strålingspåvirkning (W/m² = hvor mange watt, der rammer jordoverfladen per kvadratmeter) fra Solen (rød kurve) og fra vulkansk aktivitet (blå kurve) i perioden 1850-2004. Disse estimerede variationer benyttes typisk i klimamodeller, der simulerer klimaudviklingen i de seneste 150 år. Den store, men relativt kortvarige, afkølende effekt fra vulkanudbrud ses tydeligt ved de forskellige udbrud.
Laacher See-vulkanudbruddet og effekten på klimaet, Felix Riede et al 2019
PINATUBO-UDBRUDDETS KLIMAPÅVIRKNING
Pinatubo-udbruddet i Filippinerne i 1991, som ses på billedet herunder, blev beskrevet og dokumenteret særdeles godt, og mængden af aske og aerosoler blev fx målt løbende. Det giver forskerne en enestående mulighed for at undersøge og modellere, hvordan ældre vulkanudbrud potentielt har påvirket klimaet på lokal, regional eller endda global skala.
FELIX RIEDE
Professor ved Afdeling for Arkæologi og Kulturarvsstudier på Aarhus Universitet. Forfatter til bogen 'Klima og katastrofer i Danmarks oldtid' fra 2023.
Ved Pinatubo-udbruddet blev partiklernes transport igennem troposfæren (<10 km højde) fulgt, og det samme gjaldt partiklerne i den overliggende stratosfære (10–50 km højde). Det skete især via satellitmålinger (se figur herunder), og det er netop igennem partikel-injektionen i stratosfæren, at vejr og klima på regional og global skala bliver påvirket.
PARTIKLER I OMLØB FIK TEMPERATUREN TIL AT FALDE
Pinatubo sendte aerosol-partikler mange kilometer op i luften, og på de tre kort herover ses partiklernes fordeling i stratosfæren i tiden efter udbruddet, som skete 15. juni 1991. Den globale spredning er tydelig, og partiklerne forbliver i omløb i lang tid. Efter udbruddet kunne satellitterne måle intensiteten af partikeldækket i stratosfæren og dets formørkelseseffekt – den såkaldte aerosol-optiske tykkelse (aerosol optical thickness). I globale temperaturmålinger fra årene efter Pinatubo-udbruddet kan man se, at aerosol-partiklerne i atmosfæren havde en klimaeffekt. Målingerne viser, at begivenheden medførte en gennemsnitlig global nedkøling på omkring 0,25 grader i de første to år efter udbruddet.
Farverne indikerer mængden af partikler i atmosfæren.
Foto: United States Geological Survey
Ved Laacher See-udbruddet landede vulkanens indhold netop helt opppe i stratosfæren. Der stod en aske- og gassøjle på 10 til 20, men måske helt op til 40 kilometer op i luften. Nu til dags måles styrken af vulkanudbrud med det, der kaldes VEI (Vulkansk Eksplosivitets-Indeks, se figur 9), som går fra 0 til 8. Den skala fandtes selvfølgelig ikke dengang for mange tusinde år siden, men forskning viser, at Laacher See-udbruddet formentlig har ligget på en 6’er. Det var altså langt, langt kraftigere end udbruddene Eyjafjallajökull (2010) og Mount St. Helens (1980), der 'kun' lå på henholdsvis 4 og 5. Til gengæld kan Laacher See sammenlignes med Pinatubo-udbruddet i Filippinerne i 1991, der blev vurderet til også at være 6 på VEI (læs mere om det på side 34).
Den eksplosive karakter af Laacher See-udbruddet skyldtes en vedvarende interaktion mellem grund- og regnvand og magma, det vil sige smeltet bjergartsmasse, der bliver til lava og aske ved udbrud.
MERE ELLER MINDRE MØRKLAGT
Ifølge Christian Tegner har vulkaner, især dem, der ligger i troperne, stor betydning for klimaet på Jorden, både over millioner af år og på helt kort sigt, få år frem, og det kraftige og langvarige udbrud i Tyskland må have haft en enorm effekt på klimaet. Præcis i hvor høj grad har Christian Tegner og en række kollegaer, herunder professor Felix Riede fra Afdelingen for Arkæologi og Kulturarvsstudier på Aarhus Universitet, kigget nærmere på.
Ved at sammenligne klimaeffekterne af det føromtalte og ret veldokumenterede Pinatubo-udbrud i Filippinerne med forskernes estimeringer af styrken, varigheden og mængden af svovl, der blev sendt ud i atmosfæren ved Laacher See-udbruddet, kan forskerne få en idé om, hvilken påvirkning det havde på klimaet:
”Vores beregninger antyder klart, at Nordeuropa blev mere eller mindre mørklagt – dag og nat – i ugerne, måske i månederne, efter udbruddet. Den stærke atmosfæriske formørkelse vil utvivlsomt have påvirket temperaturen og vegetation i et vist omfang,” siger Christian Tegner.
Ifølge Felix Riede viser studier af træringe i Schweiz desuden, at temperaturen om sommeren var lavere i årene efter udbruddet. Tykke aflejringer af vulkansk materiale opdæmmede den store flod Rhinen til en kæmpe sø og skabte gevaldige oversvømmelser langt op ad Rhinen og i de tilstødende småfloder. Senere drænedes søen pludseligt, og konsekvensen var en stor flodbølge, der rasede ned ad det tørlagte flodleje. Aflejringerne fra denne muddertsunami findes helt op i det, som i dag er Den Engelske Kanal, forklarer Felix Riede.
IKKE KUN I TROPERNE
Forskernes beregninger bekræfter tidligere og noget simplere udregninger, som pegede på markante klimatiske effekter af Laacher See-udbruddet. Præcis hvor store klimaeffekterne var, og hvilken indflydelse de enkelte parametre har haft for størrelsesordenen af effekterne, kræver dog yderligere
KONSEKVENSER AF LAACHER SEE-UDBRUDDET
Laacher See-vulkanudbruddet for 13.000 år siden påvirkede ikke alene klimaet regionalt og globalt, det medførte også markante ændringer i lokalområdet:
• Mange meters vulkansk materiale blev aflejret i en radius af 4 til 5 kilometer omkring vulkanen.
• Træer blev forkullede og jævnet med jorden.
• Formentlig blev det meste liv elimineret helt op til 50 til 60 kilometer væk.
Udbruddet bidrog dog også til bevaringen af et helt landskab fra den sene istid. Det inkluderer spor af forskellige dyr i asken – fugle, bjørne, rådyr og ulve –, masser af planterester fra blade og træer, og der er gjort mange arkæologiske fund fra stenalder-kulturen.
Udbruddet fulgte efter en længere kuldefase, så formentlig var området ikke særlig tæt befolket, da vulkanen gik i udbrud. Arkæologerne har ikke fundet spor af mennesker fra perioden lige efter udbruddet, og man antager, at området blev affolket i mange årtier, hvis ikke i et par århundreder, efter det voldsomme udbrud.
Det samme gælder for den del af Tyskland, der ligger nordøst for vulkanen, hvor en del af udbrudsmaterialet havnede. Der har forskerne gjort arkæologiske fund dækket af et lag af aske – men der er ikke fundet noget, som har ligget oven på et askelag. Altså har ingen eller meget få mennesker bevæget sig ind i de askedækkede områder, selv lang tid efter udbruddet var stoppet.
Samlet havde udbruddet ret så markant indflydelse på stenaldermenneskernes brug af landskabet, deres migrationsmønstre og deres kultur. Det gælder også i Danmark, hvor der skete en tydelig kulturændring i perioden lige efter udbruddet: Flint-teknologien og værktøjssættet ændredes, og folk begyndte at opholde sig mere fast i det danske område, som måske var et slags helle væk fra de askebelagte egne mod syd.
Kilde: Felix Riede
beregninger (det har blandt andre Felix Riede efterfølgende set nærmere på ved hjælp af klimamodeller og iskerner). Men lignende undersøgelser af andre vulkanudbrud, der har fundet sted de seneste knap 1.500 år, viser, helt på linje med beregningerne for Laacher See-vulkanen, at det ikke kun er vulkanudbrud i troperne, som kan have markante klimaeffekter. Det kan tyske vulkaner i tempereret fastlandsklima også. •
Foto: Pixabay
geo vıden
Udgiver: Geocenter Danmark
Ansvarshavende:
Anja Fonseca, GEUS
Redaktør
Johanne Uhrenholt Kusnitzoff, GEUS
Skribenter:
Johanne Uhrenholt Kusnitzoff, GEUS
Fie Krøyer Dahl, GEUS
Design: Lykke Sandal, GEUS
Korrektur:
Caroline Dea Rutter, GEUS
Forsidefoto: Anna María
Einarsdóttir
Tryk: Strandbygaard
Eftertryk: Tilladt med kildeangivelse, videresalg ikke tilladt. Læs mere på geoviden.dk/copyright
Kontakt: geoviden@geus.dk
www.geoviden.dk
ISSN: 1604-6935 (papir)
ISSN: 1604-8172 (elektronisk)
Geoviden udgives af Geocenter
Danmark og er målrettet undervisningen i gymnasierne. Der udkommer to blade og en plakat om året. Abonnement er gratis og tegnes på geoviden.dk. Her kan man også læse bladet og finde ekstramateriale, bl.a. video.
Geocenter Danmark, der udgiver Geoviden, er et samarbejde mellem De Nationale Geologiske
Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS), Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet samt Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning og Statens Naturhistoriske Museum, begge ved Københavns Universitet. Geocenter Danmark er et center for geovidenskabelig forskning, uddannelse, rådgivning, innovation og formidling på højt internationalt niveau.
DE NATIONALE GEOLOGISKE UNDERSØGELSER FOR DANMARK OG GRØNLAND (GEUS) www.geus.dk
VULKANER SAMLER DYREBARE METALLER
En stor del af de metaller, som det moderne samfund er afhængig af, er dannet i vulkanske områder. For eksempel kobber, der for eksempel bruges til ledninger. Man finder ofte store kobberforekomster i subduktionszoner som på figuren herover. Kobberformationer, altså områder i undergrunden med høj koncentration af kobber, dannes kort sagt på grund af varmt grundvand. Undergrunden indeholder nemlig vand, som varmes op af de magmatiske processer forbundet med opsmeltningen af den plade, der skydes ind under den anden i subduktionszonen.
Varmen får grundvandet til at bevæge sig. Når det varme vand strømmer gennem de forskellige bjergarter i undergrunden, kan det under de rette forhold skylle store mængder opløst kobber og andre metaller med sig. Det strømmende vand kan transportere de opløste metaller over store afstande. Når vandet møder koldere omgivelser, eller andre kemiske forhold, kan de opløste metaller udfælde sig som mineraler og blive siddende. Det kan føre til koncentrationer af kobber, guld og andre metaller, som det kan betale sig at bryde i miner.
Guld
Sølv
Oceanplade
Astenosfære
Magmaansamling
Guldåre
Sølvåre
Lava Vulkan
Magmasøjle
Kilde: Redigeret fra ’Vulkanernes rigdomme’, Geoviden nr. 4 2007, af Henrik Stendal, seniorforsker i GEUS