Smeltende gletsjers kunnen wereldwijd explosievere uitbarstingen veroorzaken

Een foto vanuit een helikopter van de noordoostflank van de Mocho-Choshuenco-vulkaan, bedekt met ijs.

Smeltende gletsjers kunnen stilletjes de weg effenen voor frequentere en explosievere vulkaanuitbarstingen in de toekomst, zo blijkt uit onderzoek naar zes vulkanen in de Chileense Andes.

Een studie die op dinsdag 8 juli tijdens de Goldschmidt-conferentie in Praag wordt gepresenteerd, suggereert dat honderden slapende subglaciale vulkanen wereldwijd – met name in Antarctica – actiever kunnen worden naarmate de klimaatverandering de terugtrekking van gletsjers versnelt. Het verband tussen terugtrekkende gletsjers en verhoogde vulkanische activiteit is sinds de jaren ’70 in IJsland bekend, maar dit is een van de eerste studies die dit fenomeen in continentale vulkanische systemen onderzoekt. De bevindingen kunnen wetenschappers helpen om vulkanische activiteit in gletsjerbedekte gebieden beter te begrijpen en te voorspellen.

Onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison, VS, gebruikten argon-datering en kristalanalyse op zes vulkanen in het zuiden van Chili, waaronder de momenteel slapende Mocho-Choshuenco-vulkaan, om te onderzoeken hoe de vooruitgang en terugtrekking van het Patagonische ijskap het vulkanisch gedrag in het verleden beïnvloedde. Dit onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met onderzoekers van Lehigh University, de Universiteit van Californië Los Angeles en Dickinson College.

Door eerdere uitbarstingen nauwkeurig te dateren en kristallen in uitgebarsten gesteenten te analyseren, volgde het team hoe het gewicht en de druk van gletsjerijs de kenmerken van magma ondergronds veranderen.

Ze ontdekten dat tijdens de piek van de laatste ijstijd (ongeveer 26.000–18.000 jaar geleden) een dikke ijsbedekking het volume van uitbarstingen onderdrukte en een grote opslag van silica-rijk magma 10–15 km onder het oppervlak liet accumuleren. Toen het ijs snel smolt aan het einde van de laatste ijstijd, veroorzaakte het plotselinge verlies van gewicht dat de korst ontspande en gassen in het magma uitzetten. Deze drukopbouw leidde tot explosieve vulkaanuitbarstingen vanuit het diepe reservoir, waardoor de vulkaan zich vormde.

Pablo Moreno-Yaeger van de Universiteit van Wisconsin-Madison presenteert het onderzoek op de Goldschmidt-conferentie. Hij zei: “Gletsjers onderdrukken meestal het volume van uitbarstingen van de vulkanen eronder. Maar naarmate gletsjers door klimaatverandering terugtrekken, suggereren onze bevindingen dat deze vulkanen vaker en explosiever zullen uitbarsten.

“De belangrijkste vereiste voor verhoogde explosiviteit is aanvankelijk een zeer dikke gletsjerbedekking boven een magmakamer, en het triggerpunt is wanneer deze gletsjers beginnen terug te trekken en druk vrijgeven – wat momenteel gebeurt in gebieden zoals Antarctica. Onze studie suggereert dat dit fenomeen niet beperkt is tot IJsland, waar een toename van vulkanische activiteit is waargenomen, maar ook kan voorkomen in Antarctica. Andere continentale gebieden, zoals delen van Noord-Amerika, Nieuw-Zeeland en Rusland, verdienen nu ook nauwlettende wetenschappelijke aandacht.”

Hoewel de vulkanische reactie op gletsjersmelting in geologische termen bijna onmiddellijk is, verloopt het proces van veranderingen in het magmasysteem geleidelijk en vindt het over eeuwen plaats, wat enige tijd biedt voor monitoring en vroegtijdige waarschuwing.

De onderzoekers merken ook op dat verhoogde vulkanische activiteit wereldwijde klimaatimpact kan hebben. Op korte termijn geven uitbarstingen aerosol (kleine deeltjes in gassen) vrij die de aarde tijdelijk kunnen afkoelen. Dit was te zien na de uitbarsting van de vulkaan Pinatubo in de Filippijnen in 1991, die de wereldtemperaturen met ongeveer 0,5°C verlaagde. Maar met meerdere uitbarstingen keren de effecten zich om.

“In de loop van de tijd kan het cumulatieve effect van meerdere uitbarstingen bijdragen aan de wereldwijde opwarming op de lange termijn door een opbouw van broeikasgassen,” zei Moreno-Yaeger. “Dit creëert een positieve terugkoppeling, waarbij smeltende gletsjers uitbarstingen triggeren en de uitbarstingen op hun beurt kunnen bijdragen aan verdere opwarming en smelting.”