Vuur en ijs: hoe vulkanen en klimaat hand in hand gaan
Mensen die in 1816 leefden hebben dat jaar ongetwijfeld een bijzondere tijd gehad. Het jaar 1816 staat namelijk in de boeken als het jaar zonder zomer, een jaar waarin het ongebruikelijk koud was en er zelfs sneeuw viel in juni. Toentertijd wist niemand wat de oorzaak was. Pas later werd bekend dat het door de uitbarsting van de Mount Tambora in april 1815 kwam, een van de krachtigste vulkaanuitbarstingen sinds mensenheugenis. Vulkaanuitbarstingen blijken dus een grote invloed te kunnen hebben op het wereldwijde klimaat, maar andersom heeft het wereldwijde klimaat ook invloed op vulkaanuitbarstingen. Hoe dat zit, lees je in dit artikel!Uitstoot vulkaanuitbarstingen beïnvloedt klimaat
Allereerst hebben vulkanen een duidelijke invloed op het wereldwijde klimaat, zowel op korte als lange termijn. Op korte termijn koelt het bij een grote vulkaanuitbarsting wereldwijd aanzienlijk af, en dat heeft alles te maken met de uitstoot van aerosolen. Dit zijn kleine vaste of vloeibare deeltjes in de lucht, en ze spelen een grote rol in wolkenvorming.
De aerosolen die door vulkanen worden uitgestoten bestaan onder andere uit asdeeltjes. Tijdens de uitbarsting vormt zich door deze asdeeltjes een grote donkere wolk, die een schaduw werpt op het oppervlak recht onder de wolk. Daar koelt de lucht dus gelijk af omdat de zonnestraling door de wolk wordt gereflecteerd. Als de asdeeltjes klein genoeg zijn kunnen ze in de stratosfeer terechtkomen, waar ze door de wind worden verplaatst over de hele aarde en wereldwijd zorgen voor afkoeling.
Een andere stof die vrijkomt bij een uitbarsting zorgt echter voor een veel effectievere afkoeling, namelijk zwavel. De vulkaan stoot namelijk zwaveldioxide uit, die in de atmosfeer reageert met water en zwavelzuur vormt, een ander type aerosol dan asdeeltjes. Rondom het zwavelzuur verzamelen zich kleine waterdeeltjes, waardoor er een grote verzameling aan waterdruppeltjes ontstaat in de stratosfeer die de zonnestraling weerkaatsen. Deze deeltjes kunnen tot wel drie jaar in de stratosfeer blijven zitten, wat we in 1991 hadden gemerkt na de uitbarsting van Mount Pinatubo op 15 juni 1991. Destijds werd er 17 miljoen ton zwaveldioxide uitgestoten, wat goed was voor een tijdelijke wereldwijde afkoeling van 0.5 ℃ tussen 1991 en 1993.
Op lange termijn zorgen vulkaanuitbarstingen juist voor extra opwarming. Naast aerosolen stoten vulkanen namelijk ook broeikasgassen uit die in de atmosfeer blijven zitten. Na meerdere uitbarstingen hopen er dus meer en meer broeikasgassen op in de atmosfeer, wat tot een wereldwijde opwarming leidt.
Smeltend ijs beïnvloedt vulkanische activiteit
Het klimaat heeft echter ook invloed op vulkanische activiteit wereldwijd, en dat heeft alles te maken met het smelten van de gletsjers en ijskappen. Door het smelten van het landijs worden vulkaanuitbarstingen namelijk explosiever en komen ze vaker voor.
Tijdens de piek van de laatste ijstijd, 26 duizend tot 18 duizend jaar geleden, was het landijs het dikst. Daarmee was de druk op de aardmantel zeer groot, met als gevolg dat de temperatuur hoger moest liggen om het mantelgesteente te laten smelten. Tijdens vulkaanuitbarstingen in die periode kwam er dus minder magma vrij. Sterker nog, het hoopte zich op in de magmakamers. Dit veranderde uiteindelijk zelfs de samenstelling van het magma, omdat er meer gesteente van de aardkorst smelt. Hierdoor werd het magma stroperiger en hoopten er zich meer gassen op binnen het magma.
Toen de laatste ijstijd tot zijn einde kwam ongeveer 12 duizend jaar geleden, warmde de aarde vrij snel op. Het landijs smolt snel weg, waardoor de immense druk op de magmakamers wegviel. De benodigde temperatuur om het mantelgesteente te laten smelten werd in rap tempo lager en er smolt veel meer mantelgesteente. Vulkaanuitbarstingen kwamen hierdoor vaker voor en de hoeveelheid vrijkomende magma werd groter. De uitbarstingen werden ook explosiever door de weggevallen druk van het landijs, omdat gassen in het magma de ruimte kregen om uit te zetten en de druk binnen het magma toenam. Op een gegeven moment werd die druk zo hoog dat de gassen explosief ontsnapten.
Onder de mid-oceanische rug is de aardkorst een stuk dunner, waardoor daar de druk op het magma kleiner is en het mantelgesteente sneller smelt. Dit is hetzelfde mechanisme achter het smelten van mantelgesteente door het smelten van landijs (bron: geologyin.com).
Deze inzichten zijn hedendaags zeer interessant, omdat het landijs in rap tempo wegsmelt en er dus een soortgelijke situatie kan optreden. Dit is met name interessant voor Antarctica, waar vele vulkanen bedekt zijn door de ijskappen op het continent. De snelle smelt van deze ijskappen kan dus op eenzelfde manier het vuur onder het ijs wakker maken.
