Aukin jarðfræðileg virkni við hnattræna hlýnun

Mörgum þykir órökréttur, ef ekki fráleitur möguleikinn á því að hin hnattræna hlýnun geti haft áhrif á jarðfræðilega virkni – líkt og tíðni jarðskjálfta, eldgosa og hafnarbylgja (e. tsunami).

Það er þó þannig að jarðfræðingar eiga auðvelt með að sjá fyrir að hin hnattræna hlýnun hafi áhrif . Við yfirborð jarðar eru massar vatns – ýmist í föstu eða í vökva formi sem valda þrýstingi niður í jarðlögin og hafa þannig áhrif á jarðskjálftasprungur og kvikuhólf. Breytingar á þessum mössum geta ýmist aukið eða dregið líkur á jarðfræðilegri virkni.

Sem dæmi þá hafa nú þegar orðið jarðskjálftar sem taldir eru tengjast athöfnum manna. T.d. er talið að jarðskjálfti sem varð í Kína árið 2008 og drap 80 þúsund manns hafi farið af stað vegna risavaxinnar stíflu sem breytt hafi þrýstingi jarðlagana undir. Jarðskjálftinn varð aðeins 5 km frá stíflunni. Skemmst er frá að minnast á þá manngerðu skjálfta sem verða undir Hellisheiði – í tengslum við niðurdælingu vatns niður í jarðlögin (sjá t.d. Manngerðir skjálftar). Því ætti það ekki að vekja undrun – fyrst skjálftar verða við dælingu vatns niður í jarðhitakerfi – að loftslagsbreytingar geti breytt jarðfræðilegri virkni (McGuire 2010).

Þetta er í raun einfalt: Allt sem að eykur eða minnkar fargið sem liggur ofan á jarðskorpunni, breytir álagi á hana og spennu. Þegar slíkar breytingar verða ofan við virkt eldfjall eða jarðskjálftasprungu, þar sem spenna hefur safnast saman í jarðskorpunni, þá getur það aukið eða minnkað líkur á hinni jarðfræðilegu virkni.

Á síðasta kuldaskeiði ísaldar, þá var nokkurra kílómetra þykk jökulbreiða yfir Norður Evrópu, Asíu og Ameríku. Þyngd jökulsins hélt aftur af sprunguvirkni og kvikustreymi. Þegar jökulinn leysti þá leystist úr læðingi mikil jarðskjálfta og eldvirkni, meðal annars hér á landi (Geyer og Bindeman 2011).

Það þarf samt ekki svona miklar breytingar í massa til að hafa áhrif, nýleg greining á jarðskjálftum á einum smáfleka (e. microplate) í Kyrrahafinu bendir til að staðbundin lækkun í sjávarstöðu um 20 sm – vegna breytinga í staðvindum í tengslum við El Nino – jók jarðskjálftavirknina. Á móti kom að þegar sjávarstaða hækkaði aftur, þá fækkaði skjálftum (Guillas o.fl. 2010).

Mynd þýdd af NewScientist - smella til að stækka.

Bráðnandi jöklar

Í suður Alaska hvílir stór jökull ofan á virkri sprungu þar sem Kyrrahafs-Yukatat flekinn rekur undir meginlandsflekann. Undanfarna öld þá hefur þessi jökull, sem haldið hefur virkni sprungunnar í skefjum, þynnst um hundruði metra og jarðskorpan undir hefur risið við fargléttinguna um 20 mm á ári. Bráðnunin var einstaklega mikil á tímabilinu milli 2002 og 2006 og fyrir vikið jukust jarðskjálftar á svæðinu gríðarlega.

Berghlaup við Morsárjökul 2007 (mynd mbl.is)

Þrátt fyrir að fundist hafa tengsl milli hlýnandi loftslags og jarðfræðilegrar virkni, þá eru fyrrnefnd dæmi frekar smávægileg. Þá hafa vísindamenn ekki viljað tengja stóra atburði, líkt og jarðskjálftann við Japan, við breytingar í loftslagi. Það eru þó sterkar vísbendingar um að hlýnun jarðar hafi orðið valdur að miklum skriðuföllum – en í háum fjöllum er leysing sífrera og bráðnun jökla að losa um mikla massa, þannig að aukning hefur orðið í berghlaupum og hruni tengdum hopi jökla (sjá t.d. Þorsteinn Sæmundsson o.fl. 2008 um Morsárjökul).

Höfundur væntanlegrar bókar um jarðfræðilega virkni í tengslum við loftslagsbreytingar, McGuire (sjá McGuire 2012) segir að hingað til hafi tiltölulega lítil hlýnun orðið miðað við hvað búist er við ef lið er út öldina og að afleiðingarnar verði ljósar þegar fram líða stundir.

Aðalástæða aukinnar virkni, verður bráðnandi ís, en það veldur – auk breytinga í fargi jökla – miklum sjávarstöðubreytingum. Á þessari öld er búist við að sjávarstaða muni hækka um allt að einn metra (eða meira – sjá sjávarstöðubreytingar), en það þýðir gríðarlega mikla aukningu þyngsla sem þrýsta mun á neðansjávarsprungur (og draga úr virkni þar) og sprungur við landgrunnsbrúnir meginlandanna (og auka á virkni þar).

Önnur svæði sem líkleg eru til að verða fyrir auknum áhrifum eru svæði sem eru nú þegar óvenju jarðfræðilega virk, líkt og Ísland. Undir Vatnajökli eru virkar megineldstöðvar, en jökullinn hefur misst mikinn massa síðastliðna öld. Massaminnkunin hefur tvenns konar áhrif. Annars vegar, þá er landris vegna fargbreytinga sem aukið getur á líkur þess að kvikuhólf hrynji saman eða að jarðskjálftavirkni aukist. Hins vegar þá veldur minnkandi þrýstingur (við svipaðan hita) að berggrunnur bráðnar frekar og myndar kviku. Caroline Pagli og Freysteinn Sigmundsson reiknuðu út að minnkandi massi Vatnajökuls væri að auka kvikuframleiðslu um 10 % á ári og að því mætti búast við aukinni tíðni eldgosa í Vatnajökli (Pagli og Sigmundsson 2008).

Hafnarbylgjur (e.tsunami)

Hafnarbylgjur verða oftast vegna atburða sem verða neðansjávar. Á myndinni má sjá jarðskjálfta, neðansjávarskriðu og neðansjávareldgos.

Jarðfræðilega lítil virk svæði, líkt og á Grænlandi geta vaknað úr dvala og skjálftavirkni aukist þegar bráðnun Grænlandsjökuls eykst – en hluti af ástæðu þess hversu lítil virkni er þar, er talin vera vegna þunga jökulbreiðunnar. Þó byggð sé dreifð á Grænlandi, þá geta skjálftar sem verða þar haft áhrif á stærra svæði, með því að setja af stað hafnarbylgjur, líkt og gerðist fyrir um 8 þúsund árum, þegar Storegga neðansjávarskriðan olli mikilli hafnarbylgju á norðanverðu Atlantshafi (Bondevik o.fl. 2005).

Neðansjávarskriðan er talin hafa farið af stað við jarðskjálfta í tengslum við landris, þegar hinir stóru jöklar Norður Evrópu bráðnuðu í lok síðasta kuldaskeiðs ísaldar. Skriður sem mynda hafnarbylgjur geta myndast víða við landgrunn meginlanda og eru oft á tíðum myndaðar af jarðskjálftum. Þannig að við hækkandi sjávarstöðu og þar með auknum jarðskjálftum við landgrunnið, má búast við aukinni tíðni hafnarbylgja.

Raunveruleg aukning

Í heildina séð, þá virðist hafa orðið lítil en þó raunveruleg aukning í tíðni jarðskjálfta, eldgosa, skriðufalla og hafnarbylgja síðastliðna öld – samfara hinni hnattrænu hlýnun jarðar.

Oftast nær er þessi virkni á fámennum svæðum jarðarinnar og því lítil hætta á manntjóni. Áhrifa getur þó gætt víða, t.d. við mikil öskugos, eins og í Eyjafjallajökli árið 2010 eða við neðansjávar jarðskjálfta sem veldur hafnarbylgju, eins og sú sem varð 2000 manns að bana árið 1998 við Papúa Nýju Guineu.

Afleiðingar hnattrænnnar hlýnunar eru fjölbreyttar, allt frá sjávarflóðum yfir í hitabylgjur og þurrka – þannig að hættan á aukinni jarðfræðilegri virkni í fjarlægum heimshlutum virðist minniháttar vandamál. Það gæti verið rétt – en þetta bætir vissulega á fyrirsjáanlegan vanda, enda eru jarðfræðilegir atburðir oft eitthvað sem erfitt er að spá fyrir og fólk því illa undirbúið þeim hamförum.

Heimildir og ítarefni

Unnið upp úr færslu á heimasíðu NewScientist: Climatequake: Will global warming rock the planet?

McGuire 2010: Potential for a hazardous geospheric response to projected future climate changes

Geyer og Bindeman 2011: Glacial influence on caldera-forming eruptions

Guillas o.fl. 2010: Statistical analysis of the El Niño–Southern Oscillation and sea-floor seismicity in the eastern tropical Pacific

Þorsteinn Sæmundsson o.fl. 2008 (glærur): The Morsárjökull rock avalanche in the southern part of the Vatnajökull glacier, south Iceland

Bill McGuire 2012 (óútgefin bók): Waking the Giant: How a changing climate triggers earthquakes, tsunamis and volcanoes

Pagli og Sigmundsson 2008: Will present day glacier retreat increase volcanic activity? Stress induced by recent glacier retreat and its effect on magmatism at the Vatnajökull ice cap, Iceland

Bondevik o.fl. 2005: – The Storegga Slide tsunami—comparing field observations with numerical simulations.

Tengt efni á loftslag.is

Athugasemdir

ummæli