Hnattræn hlýnun teygir sig ofan í iður jarðar

Hröð bráðnun íslenskra jökla undanfarna áratugi vegna hnattrænnar hlýnunar hefur ekki aðeins áhrif á yfirborðinu heldur hefur hún breytt aðstæðum í jarðskorpunni. Einn af mögulegum fylgifiskum loftslagsbreytinga sem vísindamenn fylgjast með er hætta á tíðari eldgosum sem gæti fylgt hopi jöklanna.

Áætlað hefur verið að Vatnajökull vegi um þrjú þúsund milljarða tonna. Þungi hans og annarra jökla er svo mikill að hann þrýstir jarðskorpunni undir þeim þannig að hún sígur. Þegar jöklarnir bráðna og skreppa saman léttir þannig á farginu og landið undir þeim rís.

Á þennan hátt er því spáð að sjávarstaðan við suðaustanvert Ísland lækki á þessari öld. Almennt verði fyrirséð hækkun yfirborðs sjávar vegna hnattrænnar hlýnunar við Ísland mögulega aðeins þriðjungur af hnattrænu meðaltali. Slík hækkun hefði engu að síður veruleg áhrif í för með sér fyrir íslensk lágsvæði.

Landrisið hefur hins vegar ekki aðeins áhrif á sjávarstöðuna. Þegar losnar um fargið ofan af jöklunum getur kvikuframleiðsla neðarlega í jarðskorpunni aukist.

Í skýrslu vísindanefndar um áhrif loftslagsbreytinga á Íslandi sem kom út í byrjun maí kemur fram að áætlað er að kvikuframleiðsla hafi aukist um allt frá 0,014 rúmkílómetrum á ári upp í 0,21-0,23 rúmkílómetra vegna rýrnunar jökla.

Sé miðað við að fjórðungur aukningarinnar nái upp á yfirborð samsvari þetta einu Eyjafjallajökulsgosi á sjö ára fresti. Skýrsluhöfundar telja eðlilegt að áhætta vegna hugsanlegrar aukningar eldgos sem tengist þynningu jökla verði metin í tengslum við heildaráhættumat vegna eldgosa á Íslandi sem unnið hafi verið að undanfarin ár.

Meta áhrif landrisins á eldvirkni

Freysteinn Sigmundsson, jarðeðlisfræðingur við Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands, segir að heilmiklar rannsóknir hafi verið gerðar á tengslum eldgvirkni og fargbreytingum.

„Það er vel þekkt að í lok síðustu ísaldar varð mjög mikil eldvirkni í kjölfarið af því að jöklarnir hurfu af Íslandi. Nú er spurningin hvort það geti gerst aftur þegar jöklarnir eru að minnka núna,“ segir hann í samtali við Vísi.

Aðstæðurnar nú eru þó ekki fyllilega sambærilegar við lok ísaldar. Jöklarnir nú séu mun minni en þeir voru þá og fargið því minna á jarðskorpunni.

Unnið hefur verið að reiknilíkönum hjá Háskóla Íslands og víðar til að leggja mat á breytingarnar sem verða þegar jöklarnir hopa. Freysteinn segir að land rísi nú yfir þrjátíu millímetrum um mitt landið. Út frá þeim hreyfingum sem menn þekkja geti þeir áætlað hvernig þrýstingsbreytingar verði í jarðskorpunni og möttlinum.

„Miðað við þessar breytingar teljum við að þær séu slíkar að þær hafi áhrif á kvikukerfin,“ segir Freysteinn.

Hefur áhrif á framleiðslu, stöðugleika og ferðir kvikunnar

Þrýstiléttirinn með hop jöklanna hefur þrenns konar áhrif á eldstöðvar sem eru undir ís, að sögn Freysteins. Meiri bergkvika getur orðið til í jarðmöttlinum þegar léttir á þrýstingnum. Hann hefur einnig áhrif á stöðugleika kvikuhólfanna undir eldfjöllunum.

„Ef við höfum grunnstætt kvikuhólf og jöklarnir eru að minnka hefur það áhrif á bergspennu í kringum kvikusöfnunarstaðinn. Það getur flýtt fyrir því að að það verði eldgos en það getur reyndar líka valdið þannig breytingum að kvikan sé stöðugri í jarðskorpunni þannig að það eru áhrif sem þarf að skoða,“ segir hann.

Í þriðja lagi geta breytingar haft áhrif á hvernig kvika ferðast í gegnum jarðskorpuna. Þrýstiléttirinn geti greitt götu kvikunnar upp á yfirborðið og einnig haft áhrif á hvar hún kemur upp.

Freysteinn segir að samkvæmt einu reiknilíkani hafi þynning Vatnajökuls hafi mikil áhrif á kvikuhólf við Upptyppinga, norðan við jökulinn,  þar sem umbrotahrina átti sér stað frá 2007 til 2008. Í því tilfelli hafi kvikan komið sér fyrir í jarðskorpunni en ekki náð upp til yfirborðsins.

Óvissa um hvort og hversu hratt kvikan kemst upp

Stóra spurningin að mati Freysteins er hvort og hversu hratt viðbótarkvikan sem myndast í jarðmöttlinum getur brotið sér leið upp á yfirborð jarðar.

„Meta þarf hvort að eldgos geti orðið tíðari eða stærri á næstkomandi áratugum vegna þessara áhrifa. Við höfum vísbendingar um að kvika myndist en við höfum hins vegar ekki skýrar vísbendingar hvernig hún kemst til yfirborðs og á hvaða tímaskala það. Þess vegnar er þetta rannsóknarviðfangsefni,“ segir hann.

Eldgos eru jafnframt óregluleg og það torveldar vísindamönnum að meta hvort tíðni þeirra eða umfang sé að breytast. Að sama skapi gerir óreglan erfitt að tengja bráðnun jöklanna við gos í eldstöðvunum sem þeir hylja.

Freysteinn segir þannig að ekki hafi tekist að staðfesta að eldgos hafi verið undir áhrifum bráðnandi jökla enn sem komið er.

Svipuð umræða hefur átt sér stað um hvort að hnattræn hlýnun hafi valdið óvenjuöflugum fellibyljum á jörðinni síðustu árin. Vísindamenn hafa verið hikandi við að tengja einstaka byli við hnattræna hlýnun. Fellibyljirnir myndist nú hins vegar við aðstæður þar sem meiri orka er í hafinu og loftið getur tekið við meiri raka vegna hnattrænnar hlýnunar.

Sömu sögu er að segja af umbrotum í eldstöðvum undir jöklum sem eru að hverfa.

„Umhverfið er breytt neðanjarðar. Það má segja í rauninni að loftslagsbreytingar valdi því ekki bara að jöklarnir bráðni heldur valda þær bráðnun jarðar og nýrri myndun á bergkviku,“ segir Freysteinn.