Beïnvloeden vulkanen weer en klimaat?

Bij een vulkaanuitbarsting komt veel as in de lucht. Maar versterkt deze stof een opwarming van de aarde of veroorzaakt het juist een daling van de temperatuur?

Weer en klimaat kunnen behoorlijk beïnvloed worden door vulkanisme. Maar wat is er precies aan vulkanische activiteit nodig om zo’n verandering in de atmosfeer teweeg te brengen? Hoe vaak komt zoiets voor? En veroorzaakt dit dan een afkoeling of opwarming van de aarde? Of misschien zelfs allebei?

Er zijn verschillende soorten vulkaanuitbarstingen. De ene is bijvoorbeeld veel krachtiger dan de andere. Hoe sterk zo’n eruptie is, wordt aangegeven met behulp van de ‘Volcanic Explosivity Index’ (VEI). Deze schaal loopt van 0 tot en met 8. Hierbij geldt hoe hoger het getal, hoe krachtiger en verwoestender de uitbarsting.

Kracht en frequentie van een eruptie

Gesteld kan worden dat krachtige vulkaanuitbarstingen veel en veel minder vaak voorkomen dan relatief zwakke. Sterker nog, van de ruim 6.700 erupties die in de laatste 10.000 jaar zijn voorgekomen, hebben er meer dan 5.300 een VEI van 0 tot en met 2. In diezelfde periode hebben slechts 4 explosies een VEI van 7. En eruptie van VEI 8 is in de laatste 10.000 jaar niet voorgekomen. Daarvoor moeten we ongeveer 26.500 jaar terug in de tijd, naar Lake Taupo in Nieuw Zeeland.

De kracht van een eruptie is vooral afhankelijk van de elasticiteit van magma (lava dat nog niet uit de vulkaan is gekomen). Hoe stroperiger dit ‘vloeibare gesteente’, hoe krachtiger (en dus zeldzamer) de uitbarsting. Deze stroperigheid hangt vooral af van de zuurgraad. Zuur magma is erg stroperig, de basische varianten zijn veel vloeibaarder. Ook de temperatuur speelt een belangrijke rol. Een zuur magma stolt pas bij 700 graden, voor het basische vloeibare gesteente ligt dit punt bij 1000 graden. Daarnaast bevat een zuur magma meer (explosief) gas. Allemaal zaken die de kracht van een explosie bepalen.

Invloeden op weer en klimaat

Het meer soepele magma doet zich vaak voor op plaatsen waar aardkorsten uit elkaar wijken. In de geologie worden dit divergentiezones genoemd. Voorbeelden hiervan zijn IJsland, de Azoren en de Etna. Daar waar de ene aardkorst onder de andere schuift (in de zogenaamde subductiezones) is het magma veel zuurder en dus explosiever. Voorbeelden hiervan zijn de vulkanen in het Andes gebergte in Zuid-Amerika en de Nederlandse Antillen.

De kracht van een uitbarsting bepaald welke invloed een eruptie heeft op weer en klimaat. Dit effect kan twee verschillende kanten opgaan. Enerzijds zijn er vulkaanuitbarstingen die een positieve bijdrage aan de opwarming van de aarde leveren. Anderzijds zijn er ook erupties die een wereldwijde daling van de temperatuur kunnen veroorzaken.

Zowel afkoeling als stijging temperatuur?

Laten we beginnen met de uitbarstingen die een stijging van de temperatuur kunnen veroorzaken. De meest voorkomende erupties zijn hier verantwoordelijk voor. Deze erupties zijn dus ook niet erg sterk. Over het algemeen gebeurt dit bij vulkaanuitbarstingen van VEI 0 tot en met 3. De asdeeltjes die bij de explosies vrijkomen, weten over het algemeen alleen door te dringen tot de troposfeer (de onderste 10 kilometer van de atmosfeer). Deze vulkanische stoffen houden hier de straling die afkomstig is van de aarde (en dus ook de warmte) vast.

Vulkanische erupties met een VEI van 4 komen eens in de 10 tot 100 jaar voor. Zwaardere explosies zijn zeldzamer. Bij uitbarstingen van deze categorieën (4 tot en met 8) kunnen de asdeeltjes tot grotere hoogte in de atmosfeer doordringen, zelfs tot in stratosfeer op zo’n 10 tot 50 kilometer hoogte boven het aardoppervlak. Op deze hoogte werkt de vulkanische as niet als ‘opwarmer’. Integendeel zelfs, in deze luchtlaag wordt de binnenkomende straling van de zon door de asdeeltjes tegengehouden.

Vulkanische winter

Bij een krachtige uitbarsting van een vulkaan kan dus veel as terecht komen in de stratosfeer. Als dat het geval is, zal de temperatuur mogelijk wereldwijd iets dalen. Zonnestraling weet de aarde immers minder te bereiken en daarmee dus minder op te warmen. We noemen dit een vulkanische winter. Voorbeelden van dergelijke erupties deden zich voor in 1883 (Krakatau) en 1991 (Pinatubo). Toch zal dit effect maar een tijdelijke zaak zijn. Na verloop van tijd verdwijnen de asdeeltjes en neemt samen met de hoeveelheid zonnestraling ook de temperatuur weer toe.

Bronnen: Meteo Consult, Wikipedia, volcanoes.usgs.gov, www.volcano.si.edu, www.kennislink.nl, Salomon Kroonenberg, ‘De menselijke maat’ (derde druk, maart 2006, uitgeverij Atlas).

Foto voorpagina: archief.