NY

TF

RA

GE

US

N R . 4 D E C E M B E R 2 0 0 0

TEMANUMMER

Vulkaner, is og klima- Kan vulkanudbrud påvirke jordens klima?

GE

OL

OG

I

Erik Schou Jensen,Geologisk Museum

Studier i forbindelse med meget storevulkanudbrud har kunnet påvise, atnetop sådanne udbrud har indflydelsepå Jordens klima, idet de er istand til atreducere gennemsnitstemperaturen påjordoverfladen,en effekt der kan stræk-ke sig over flere år efter selve udbrud-det.

De fleste mennesker betragter almindelig-vis vulkaner som noget farligt og destruk-tivt. Men paradoksalt nok kan man ogsåbetragte vulkaner som noget af det mestkreative på denne jord. Dels er vulkanud-brud vel nok den geologiske proces,der påkortest tid er i stand til at frembringe, end-og meget store mængder geologiske dan-nelser, dels har de vulkanske processer enmeget afgørende indflydelse på miljøet påJorden. For eksempel kan vi takke aktivevulkaner for vor atmosfære og dermedden mest afgørende betingelse for liv pådenne klode.

2

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

Kan vulkanudbrud påvirke jordens klima?

LAKAGIGAREn del af den 25 km lange kraterrække Lakagigar(Eldborgir) på Island, der opstod ved Lakis udbrud i1783-84. Udbruddet medførte, foruden de klimati-ske virkninger, en miljøkatastofe, hvor giftige svovl-og fluor dampe, blev udviklet ved lavaens størkning.Det er beregnet, at der under lavaens afkøling blevfrigjort 12 km3 gasser fra lavaen, heraf omkring 10million tons svovldioxid (SO2); Gasserne lå som enblålig tåge over store dele af landet, der dræbte ve-getationen og vandløbenes dyreliv. Følgen blev enforgiftnings- og hungerkatastrofe, hvor 50% af horn-kvæget og 75% af fårene og hestene omkom, oghvor omkring 20% af Islands befolkning døde afsult. Der blev fremsat forslag om at flytte resten afbefolkningen til Vestjylland, hvor man mente, at livs-betingelserne dengang for “uldjyderne” ikke var me-get forskellig fra forholdene på Island.Lavaen fra udbruddet dækker et areal på ca. 600km2, omtrent som Bornholms størrelse, og der blevudspyet den største mængde lava i historisk tid påomkring 14 km3 samt knap 1 km3 aske. Mellem400 og 500 millioner tons gasser blev udspyet, og afca. 140 millioner tons svovldioxid (SO2), blev derdannet mindst 80 millioner tons svovlsyre (H2SO4),der som en dråbesky (aerosol) blev spredt over Eu-ropa og det vestlige Asien.Det er denne "Tørre tåge", der påvirkede vejret påden nordlige halvkugle og medførte den usædvanligtkolde vinter 1783-84, som Benjamin Franklin bl.a.beretter om (se teksten).Foto: Grétar Eiríksson

3

K L I M A P Å V I R K N I N G

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

Benjamin Franklins "Tørre tåge"Benjamin Franklin (1709-1790) var denførste, der erkendte at vulkanudbrud var istand til at påvirke Jordens klima. Han lag-de under et ophold i Paris mærke til, atden "tørre tåge", som i løbet af 1783 kun-ne erkendes over hele Europa, havde enejendommelig permanent karakter, idetden ikke påvirkedes af solens varme i løbetaf dagen, ligesom den havde en så dæm-pende effekt på solindstrålingen, at etbrændglas knapt nok kunne påvirke etstykke brunt papir. Han antog, at denne"Tørre tåge", spredt af forskellig vinde,hav-de forbindelse til et vulkanudbrud på Is-land, hvor der i Lakagígar, en vulkankrater-række netop i 1783 var et meget voldsomtudbrud.

Geologisk kort over Island, som bl.a. viser områdetpå omtrent 600 km2, der blev dækket med lavaenfra vulkankraterrækken Lakagigar (Laki) i Island veddet katastrofale udbrud i 1783-84.Kilde: Gudmundur Kjartansson, 1962: Geological Map of Iceland,

1:250.000, Sheet 6, South-Central Iceland; Museum of Natural Hi-

story, Reykjavik, Iceland.

17751770 1780 1785 1790 1795 1800 1805

LAKI UDBRUDDET

Laki 1783Vintertemperatur December - februar

Vin

tert

emp

erat

ur

i ˚C

Surhedsgrad ( µ i H+/kg)

Su

rhed

sgra

d (

µ i

H+

/kg)

20

10

0

4.4

0

-6.6

Vintertemperaturer målt af Thomas Jefferson (USAs daværende præsident) for det østlige USA (1767-1805) sammenholdt med variationen af surhedsgraden i isbo-rekernen fra Grønlands Indlandssis. Sigurdsson, H (1982).Volcanic Pollution and Climate: The 1873 Laki Eruption. Eos 63, 601-602

Lava fra Lakis udbrud i 1783Kraterrækken Lakagigar

LA

KA

GI

GA

R

Han mente desuden, at der var en sam-menhæng mellem den tørre tåge og denusædvanlig kolde vinter man oplevede i1783-84. Vi ved nu, at selvom et andetvoldsomt vulkanudbrud samme år på denanden side af Jorden, nemlig af vulkanenAsama i Japan, utvivlsomt kan have medvir-ket, så er udbruddet i Laki dog sandsynlig-vis hovedansvarlig for fænomenet.

Året uden sommerDenne tilsyneladende sammenhæng mel-lem vulkanudbrud og Jordens klima blev 32år senere yderligere bekræftet,da det så af-gjort største vulkanudbrud i historisk tidfandt sted på den indonesiske ø Sumbawaøst for Java.Udbruddet i vulkanen Tamborapå Sumbawas nordkyst varede fra april tilmidt i juli 1815 (se diagrammet side 5). Idenne periode sendtes ved talrige udbrud,

150 km3, svarende til 17 mill. tons vulkanskaske og gas mere end 40 km til vejrs. De-tonationerne, som på udbruddets førstedag blev forvekslet med fjern kanontorden,til stor uro for de europæiske handelskolo-nier på Java og Celebes h.h.v. 320 og 1200km borte, kunne høres på øen Mauritius iDet Indiske Ocean mere end 2.600 kmborte.

Da udbruddet efter tre måneder stilnedeaf var den 4.000 m høje Tamboravulkan ble-vet reduceret med en 1/3 og en 6 km bredog 1100 meter dyb indsynkning, en såkaldtcaldera var dannet i vulkanens top. Mereend 10.000 mennesker havde mistet livetpå Sumbawa og de omliggende øer, entenved selve vulkanudbruddet eller ved dejordskælv og tsunamier (flodbølger) somledsagede udbruddet. Endnu 82.000 skulle

omkomme, som følge af hungersnød ogsygdomme, der fulgte i kølvandet på dettegigantiske vulkanudbrud.Den vulkanske aske fordelte sig fra Timor iøst til Sumatra i vest og til Borneo og Ce-lebes i nord, et areal på mere end 2,5 milli-oner km2; men den klimatiske effekt dæk-kede stort set hele den nordlige halvkugle.Således slog vinhøsten fejl i Frankrig det årog kornhøsten 1816 blev en katastrofe. ILondon registrerede man sommertempe-raturen i 1816 til at være 2-3˚C under detnormale. I Nordamerika sneede det overhele New England i juni måned, og natte-frost ødelagde i august de fleste haver iConnecticut.Stadig lever i Grønland sagnetom det år (1816), hvor det aldrig blev som-mer.Ingen så dengang nogen sammenhæng mel-lem disse kulderekorder og Tamboras ud-brud; Benjamin Franklins betragtninger 33år tidligere var glemt.

Krakatau 1883Ved Tamboras udbrud registrerede man ien periode efter udbruddet for første gangen række spektakulære optiske fænome-ner. Blandt andet de meget smukke rødesolnedgange, som kunne iagttages over detmeste af datidens verden, uden at man dogdengang forbandt disse med Tambora.Først 67 år senere blev tilsvarende solned-gangsfænomener sat i forbindelse med etandet af århundredets store vulkanudbrud,nemlig udbruddet af vulkanen Krakatau iSundastrædet mellem Sumatra og Java au-gust 1883.Ved udbruddet,hvor talrige vold-somme eksplosioner sendte 18 km3 vul-kansk aske og pimpsten op i en højde af45 - 50 km, kunne trykbølgerne fra eksplo-sionerne registreres på deres vej flere gan-ge rundt om Jorden. 36.400 mennesker

4

K L I M A P Å V I R K N I N GG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

4/

00

KRAKATAUMaleri, der skildrer den indledende fase af vulkanenKrakataus udbrud i 1883, inden den eksploderede iet gigantisk udbrud.En tæt, sort søjle med askeskyer bølger op af krate-ret og udbrudsmateriale "regner" ned fra askesky-erne. Det gigantiske udbrud resulterede i mere end36.000 menneskers død og gav anledning til be-gyndelsen af den moderne vulkanforskning. Skareraf naturvidenskabsfolk tilbragte år med studier afalle aspekter af udbruddet og dets følgevirkninger.Kilde: US Geological Survey.

5

K L I M A P Å V I R K N I N G

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

omkom, først og fremmest på grund af detsunamier, som opstod i forbindelse medudbruddet, og som strippede Sundastræ-dets kyster helt op til en højde af 20-30 m.165 landsbyer blev skyllet i havet og 132blev delvis ødelagt.En af de mange effekter man registreredeefter Krakataus udbrud var en reduktion afsolindstrålingen på Jorden, og en heraf føl-gende reduktion af gennemsnitstempera-tur ved jordoverfladen. Målingerne var dogendnu for usikre og værdierne for små til atman kunne skelne dem fra den almindeligevariation på ca. 0,2˚C. Finfordelt støv, som iforbindelse med de voldsomme eksplosio-ner i Krakatau blev slynget helt op i stra-tosfæren,mere end 35 km til vejrs,blev ind-til for små 20 år siden betragtet somværende hovedårsagen til disse optiske- ogtemperaturmæssige fænomener.Først tidligt i 1980erne blev det påvist, atder ikke var tale om vulkansk støv, meni virkeligheden mikroskopiske dråber afsvovlsyre (H2SO4). Denne langtidsvarende,finfordelte dråbesky (aerosol) i stratos-færen, tilbagekastede solens stråler og

7 september 1883

30 november 1883

S T I L L E -

H A V E T

A T L A N T E R -

H A V E T

SYDAMERIKA

NORDAMERIKA

EUROPAASIEN

JAPAN

INDIEN

AUSTRALIEN

GRØNLAND

AFRIKAI N D I S K E

O C E A N

Krakatau, 1883

Krakatau

Figuren viser den gradvise spredning af udbrudsskyen rundt om Jorden fra vulkanen Krakatau i Sundastrædet mellem Sumatra og Java i det nuværende Indonesien,d. 7. september (to uger efter udbruddet) og d. 30. november 1883.Figurerne er sammenstillet af Royal Society på baggrund af øjenvidneskildringer af atmosfæriske fænomener

Solpletter kan iagttages med det blotte øje

Uklare stjerner

Total formørkelse af månen

Surhedsgrad i isborekerne fra Grønland

Juni 1816

19 september 1817

9-10 juni 1816

10 april 1815 1816 1817 1818 1819

september 1815

Tidsforløb efter udbruddet

Sti

gen

de

slø

rhed

sgra

d a

f st

jern

er p

å d

en n

ord

lige

nat

teh

imm

elSt

igen

de s

urhe

dsgr

ad i

bore

kern

e fr

a In

dlan

dsis

en

Tambora 1815

Diagram, der viser udviklingen med aftagende tilsløring af himmellegemer, som kunne iagttages i tidsrummetfra Tamboras udbrud i 1815 frem til slutningen af 1818. Sløringen skyldtes den aske- og svovlholdige ud-brudssky fra vulkanen. Også den med tiden aftagende surhedsgrad i isborekerne fra Indlandsisen er vist.Fra Stothers, R.B.(1984).The Great Tambora eruption in 1815 and its aftermath. Science 224, 1191-98.

medførte derfor en reduktion af solenergi-indstrålingen på Jorden, samtidig med atsolstrålerne ved lysbrydning i dråbeskyen

ved solnedgang fremkaldte forskellige opti-ske fænomener på aftenhimlen.

El Chichón 1982Indtil 1982 var El Chichón blot en mindreret upåagtet vegetationsdækket vulkan idet sydlige Mexico med en højde på små1260 over havet. Men i slutningen af marts1982 overraskede den imidlertid de flestevulkanloger ved et voldsomt eksplosivt ud-brud, hvor udbruddet efter 5 dage med in-tens eksplosiv aktivitet, den 4 april gik overi tre på hinanden følgende gigantiskesåkaldt pliniske udbrud. Denne fase varede

6

K L I M A P Å V I R K N I N GG

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

4/

00

El Chichón 1982

El Chichón

5 april 1982

15 april 1982

25 april 1982

Udtegning fra satellitbilleder med udviklingen af udbrudsskyen fra den mexicanske vulkan El Chichóns udbrud i april 1982. Udbredelsen af skyen er vist på 3 udvalg-te datoer. Hastigheden af den vestlige drift er målt til 20 meter pr. sekund. Spredningen mod nord og syd er begrænset af atmosfæriske cirkulationsmønstre.Rampino,M.R og Self,S. (1984):The Atmospheric effect of El Chichón. Scientific American 250, 48-57

PINATUBOAskeskyen fra udbruddet af den ca. 1600 m højevulkan Pinatubo på Luzon i Filippinerne. Pinatuboseksplosive udbrud i juni 1991 betragtes som det 3.største vulkanudbrud i det 20. århundrede.Alligeveler det kun et forholdsvis lille udbrud i forhold til Pi-natubos 12 tidligere udbrud inden for de sidste35.000 år.Disse udbrud var alle voldsomme og eks-plosive med lang tids pause imellem. Den sidstepause var dog kort, "kun" 500 år. Takket være enhurtig og effektiv indsats fra de filippinske myndig-heders side med evakuering af 60.000 menneskeromkring vulkanen, krævede Pinatubos udbrud i1991, trods sin størrelse, kun få dødsofre, ca. 300;især sammenlignet med andre katastrofer i forbin-delse med vulkanudbrud, fx Mt. Pelé i 1902 med33.000 døde, og Krakatau i 1883 med 36.000 dø-de. Foto: POLFOTO/Romeo Gacad.

varede 15 timer, hvor vulkanen per sekundsendte 60 tons aske og pimpsten 26 km tilvejrs.Ved udbruddet blev i alt 1 km3 askeblæst ud af vulkankrateret, dobbelt så me-get som fra Mt. St. Helens 2 år tidligere.

El Chichón´s udbrud er vigtig i klimamæs-sig sammenhæng, idet det var det førsteudbrud, hvor den atmosfæriske effekt blevstuderet med moderne måleudstyr, bådepå jorden og fra rummet. Mt. St. Helens idet nordvestlige USA fik megen presseom-tale,men dens atmosfæriske effekt var ube-tydelig. El Chichóns klimatiske effekt varlangt mere vidtrækkende, ikke fordi det varet exceptionelt stort udbrud sammenlignetmed Tamboras 17 mill. tons aske svarendetil 150 km3, men fordi dens tefra (det udka-stede materiale i forbindelse med udbrud-det) indeholdt op til 2 vægtprocent sulfa-ter, nogle i form af SO2 gasser, andre afAnhydrit (CaSO4), et mineral der alminde-ligvis ikke findes i vulkansk aske, men deri-mod i inddampningsbjergarter i forbindelsemed saltafsætninger. At anhydrit ikke tidli-gere var beskrevet i vulkansk pimpstens-aske, skyldes givetvis at Anhydrit ikke ersærlig bestandig og let udvaskes.

En sky af svovlsyre Fænomenet med kraftig rødfavning af af-tenhimlen gentog sig i 1991. Mange vil sik-kert stadig huske de smukke solnedgange,man igen kunne opleve i efteråret 1991 ogforåret 92.Cirka 15 minutter efter at solen

var gået ned, flammede vesthimlen pludse-ligt op et i fantastisk farveorgie i gult, oran-ge, rødt og violet, ofte inddelt i tydelige zo-ner på himlen. De smukke solnedgangeskyldtes denne gang vulkanen Pinatubo påLuzon i Filippinerne og dens meget eksplo-sive udbrud i juni 1991. Et udbrud som erblevet betegnet som et af de voldsomstevulkanudbrud i det 20. århundrede. Pina-tubo sendte ikke mindre end 5 km3 vul-kansk aske og gas godt 23 km op i stratos-færen. Pimpstenen fra Pinatubos udbrudviste sig ligesom El Chichóns aske at inde-holde anhydrit (CaSO4). Pinatubo udkaste-de hen ved 10 millioner tons aske, tilligemed store mængder gasformigt svovl, somved satellitobservationer blev anslået til 20millioner tons svovldioxid (SO2).

Svovls opførsel i forbindelse med vulkanskaktivitet er meget kompleks, afhængig aftemperatur, tryk og iltningstrin, dvs. mæng-den af ilt i svovlforbindelserne, i magmaet.Svovl kan således eksistere både i reduce-ret (sulfid) og i oxideret form (sulfat) ogendda på fire forskellige måder, nemlig op-løst i silikatsmelten, som en ublandbar sul-fidsmelte, i en særlig gasfase eller i forskel-lige sulfid- og sulfatmineraler. Svovlsopløselighed i et magma afhænger af detsindhold af jern. Indholdet af jern er almin-deligvis omvendt proportinalt med svovlindholdet, dvs. jo mere jern desto mindresvovl.

Derfor knyttede de fleste undersøgelser afsvovls opførsel i vulkanske systemer sig før1982 særligt til de reducerende betingelser,hvorunder sulfider almindeligvis forekom,og som navnlig knytter sig til de store lava-mængder, som trænger frem langs midt-oceanryggenes spredningszoner, fx på Is-land. Derimod havde man meget lidtkendskab til de oxiderende miljøer, som vi-ste sig være fremherskende i den anden en-de af lithosfærepladerne,hvor oceanbunds-pladen, glider ned under en modståendeplade. Det indbyggede vand i den nedgli-dende oceanisk lithosfæreplade medvirker,i en dybde af 100-150 km, til en delvis op-smeltning af den overliggende lithosfære-plade med dannelsen af et magma, someksplosivt trænger frem i underskydnings-zonevulkaner som fx Tambora, Krakatau,Mt. St. Helens og El Chichón. Det højevandindhold er desuden ansvarlig for deoxiderende forhold i smelten som med-fører dannelsen af sulfatmineraler som an-hydrit og svovldioxid i gasform.

Eksperimentelle undesøgelser har vist atsilikatsmelter under oxiderende betingel-ser kan opløse over 0,5 vægtprocent svovlhvilket er mere end dobbelt så meget svovlsom kan opløses under reducerende betin-gelser.

Det er forklaringen på, at vulkaner knyttettil underskydningszonerne, fx langs Stille- G

EO

LO

GI

NY

TF

RA

GE

US

4/

00

7

K L I M A P Å V I R K N I N G

PINATUBOVulkanen Pinatubo på Luzon i Filippinerne i udbrudd.12 juni 1991.Askesøjlens højde er her 23 km.Detsidste og voldsomste udbrud kom 3 dage senere d.15 juni. Det rejste en 34 km høj paddehatformetaskesky med et 400 km bredt overhæng.De udslyngede aske- og gasmængder var på i alt 5km3 eller 30 millioner tons, heraf omtrent 20 millio-ner tons svovldioxid (SO2).Udbrudsprodukterne, som blev slynget op i stratos-færen, bevirkede at der kom nogle meget smukkesolnedgange i efteråret 1991 med et farveorgie igult, orange og violette farver på den vestlige him-mel, der kunne opleves på den nordlige halvkugle,også i Danmark.Foto: US Geological Survey.

Stratosfæren

Troposfæren

Tropopausen

35 Kilometer

30

25

20

15

10

5

Mt. St. Helens(askesky)

El Chichòn(gas og askesky)

K L I M A P Å V I R K N I N G

8

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

havet i "The Ring of Fire", ved deres eksplo-sive udbrud, er i stand til at sende svovl-gasser som SO2 og H2S helt op i stratos-færen, hvor de reagerer med (OH÷) ioner,dannet ved spaltning (photodissociation) afvanddamp i den øvre atmosfære. Ved enkemisk reaktion som ikke er helt klarlagtdannes fine dråber af svovlsyre, en dråbe-sky, aerosol, som er i stand til at tilbageka-ste en del af solens varmestråling og der-med reducere temperaturen ved jordenmed 0,5˚-1˚C.

Svovlindholdet er derfor nøglen til den kli-matiske effekt af et vulkanudbrud. Svolv-indholdet i magmaer, dannet i forbindelsemed underskydningsvulkanisme, kan dogvariere en del, hvorfor effekten af forskelli-ge vulkanudbrud i "The Ring of Fire" kanvære ret uensartet. For eksempel havdedet store udbrud af Mt. St. Helens i 1980næsten igen klimatisk effekt på grund af detforholdsvis lave SO2 indhold i asken, hvori-mod El Chichónudbruddet trods mindredimensioner, men med langt større SO2

indhold, havde en klar klimatisk effekt.

Spredning af akse og dråbeskyer;Vulkaners eksplosivitetsindexEn anden afgørende faktor for et vulkanud-bruds klimatiske effekt er naturligvis deneksplosivitet, hvormed udbruddet findersted. Man taler ligefrem om forskellige vul-kaners eksplosivitetsindex (VEI) VolcanoExplosivity Index.

De voldsomme vulkanudbrud, som Tambo-ra, Krakatau, El Chichón, med et højt VEIsendte aske, støv og gas 30 - 40 km til vejrs

Den daglige bevægelse og udvikling af dråbeskyen fra vulkanen Mt. Hudson i det sydlige Chile mellem den15. og 21. august 1991. Skyen dækkede et areal på 270.000 km2 og indeholdt 250 mill. kg SO2. Den enor-me sky blev dannet ved en enkelt eksplosion.Udtegnet på baggrund af optagelser fra Nimbus-7 vejrsatelitten

Antarktis

Mt. Hudson

Afrika

Sydamerika

Australien

15. august

16. august17. august

18. august

19. august

20. august

21. august

På figuren er skematisk vist to forskellige udbruds-typer.

Til venstre ses Mount St. Helens udbrud i 1980, dernæsten udelukkende udspyede aske, der nåede op iTroposfæren, og flydende lava på jordoverfladen.

Til højre ses vulkanen El Chichón i Mexico, hvis eks-plosive udbrud i 1982 udspyede aske og storemængder gasser især svovlholdige gasser, der dan-nede en dråbesky (aerosol) af svovlsyre (H2SO4),der nåede helt op i Stratosfæren. Den følgende ned-satte indstråling fra solen til jordoverfladen bevirke-de en sænkning af årets gennemsnitstemperaturmed 0.5° C.

K L I M A P Å V I R K N I N G

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

9

helt op i Stratosfæren.Disse havde en lang-tidseffekt på 3-5 år, medens andre vulkan-udbrud som Laki i 1783 med et lavere VEI,kun påvirkede Troposfæren.Således aftog Benjamin Franklins “Tørretåge” relativt hurtigt, idet den tilsidst blevvasket ud af vandrende atmosfæriske vejr-systemer (cykloner).Når Laki udbruddet, trods det at dens la-vafontæner så langt fra nåede stratosfæren,alligevel havde en markant klimatisk effekt,skyldtes det udbruddets intensitet og ud-sædvanligt lange varighed på næsten 5måneder.

Endelig har vulkanernes placering medhensyn til breddegrad tydeligt en betydningfor udbrudsskyens fordeling i Stratosfæren.Alle tre pliniske udbrud ved El Chichónsudbrud sendte gas og støv højt op i stra-tosfæren. Den sidste og største kunne manpå satellitter følge mens den spredte sigvestpå med en hastighed på 20 meter i se-kundet.Det meste af skyen forblev dog sydfor 30 nordlig bredde. Vejrsattelitter kun-ne registrere at SO2 indholdet i skyen fraEl Chichón var på 3,3 millioner tons gas,der i løbet af de første 3 måneder blev om-dannet til svovlsyre. 20 dage efter udbrud-det var skyen nået hele vejen rundt om Jor-den i et 75-150 km bredt bælte.

Mt. Pinatubo udsendte under sit udbrud ijuni 1991 mere end 5 km3 aske og gas, 6gange så meget som blev sendt ud af El Chi-chón, men udbrudsskyen havde et andetforløb i stratosfæren idet den i løbet af re-lativ kort tid fordelte sig mod vest og dæk-kede efter en måned hele den nordligehalvkugle. Et lidt mindre men tilsvarende

MOUNT ST. HELENSAskeskyen fra det eksplosive udbrud d. 22. juli 1980af den 2550 m høje vulkan Mount St. Helens.Skønt det eksplosive udbrud dannede en askesøjlepå 14 km, var dets energi omkring 100 gange min-dre end det berømte horisontale udbrud d. 18. majsamme år, der sprængte toppen og den nordligeflanke af vulkanen bort. Ved udbruddet blev der pro-duceret omtrent 1/2 km3 aske.Vulkanen ligger i densydlige del af staten Washington i USA.Foto: USGS

udbrud i vulkanen Hudson i det sydligeChile, bevirkede tilfældigvis, at også densydlige halvkugle blev dækket af en dråbe-sky af svovlsyre i løbet af sidste halvdel af1991. En dråbesky dannet ved et vulkanud-brud på en af jordens halvkugler vil altså ul-timativ i løbet af en månedstid påvirke he-le den pågældende halvkugle. Dråbeskyerfra vulkaner placeret i troperne spredes tilbåde nordlige og sydlige bredder, mensdråbeskyer fra udbrud uden for troperne(20˚ bredde) har meget vanskeligt ved atbrede sig ind over den modsatte halvkugle.

Et forhold som også afspejler sig i isbore-kernerne for Grønlands indlandis.

Arkivet i IndlandsisenKun seks ikke islandske vulkanudbrud kanses i de grønlandske isborekerner: Agung1963; Katmai 1912; Krakatau 1883;Tambo-ra 1815; Thera (Santorini) 1645 f.kr. ogMazama, Japan 7000 f.kr.Mens de geografisk tættere placerede is-landske vulkaner er rigt repræsenteret, påtrods af at deres tefra sjældent når stratos-færen. Det er altså ikke alle vulkanudbrudder indlemmes i det vulkanarkiv, som dengrønlandske indlandsis er. Vulkanudbrud-dene registreres her i form af pludselige va-riationer i surhedsgrad (pH-værdi) svaren-de til den syreregn, der er en følge afsvovludslippet i forbindelse med vulkanud-brud, i særlig grad fra de store eksplosivevulkanudbruds dråbesky af svovlsyre. År-sagen til at ikke alle vulkanudbrud forskelli-ge steder på Jorden er repræsenteret skyl-des, at de opståede dråbeskyer af svovlsyreikke fordeler sig jævnt over kloden,men ef-ter et mønster bestemt af de vindsystemer,

Udbrud VEI Magma Udbruds- H2SO

4 H

2SO

4Temperatur

År mængde søjle aerosol aerosol sænkning påkm3 højde fra optiske fra iskerne den nordlige

km data data halvkuglekg kg °C

Tambora Sumbawa-øen, 1815 7 >50 >40 2 x 1011 1.5 x 1011 0.4 - 0.7

Krakatau Sumatra

1883 6 >10 >40 5 x 1010 5.5 x 1010 0.3

Santa Maria Guatemala

1902 6 c. 9 >30 < 2 x 1010 2 x 1010 0.4

Katmai Alaska

1912 6 15 >27 < 2 x 1010 3 x 1010 0.2

St. Helens Washington USA

1980 5 0.35 22 c. 3 x 1010 0 - 0.1

AgungIndonesien

1963 4 0.3 - 0.6 18 1 - 2 x 1010 0.3

El Chichón Mexico

1982 4 0.3 - 0.3.5 26 1 - 2 x 1010 0.4 - 0.6

Laki Island

1783 4 0.3 (aske) <1 x 1011 c. 1.0

Tabel, med nogle store historiske vulkanudbrud på den nordlige halvkugle, der viser størrelsen af udbruddetmed magmamængder i km3, højde på udbrudsskyen i km, omfanget af den stratosfæriske dråbesky (aerosol)i kg samt effekten på temperaturen i °C. Data fra Rampino and Self (1984).

Diagrammet viser variationer i surhedsgraden målti isborekerne fra Grønlands Indlandsis. Udslagenepå diagrammet viser koncentrationen af svovlsyre(H2SO4) forårsaget af dråbeskyer (syreaerosoler)fra historiske vulkanudbrud. Adskillige udslag kansættes i forbindelse med kendte vulkanudbrud, an-dre er mere tvivlsomme. Syrekoncentrationen ermålt med hensyn til H+ ioner pr. kg.Det viste udslagved 1601 fra en ukendt vulkan kan være et stortudbrud fra en vulkan i Andesbjergene, Huynaputinai Peru.Fra Hammer et al./1980), Greenland Icesheet evidence og postglaci-

al volcanism and its Climatic Impact. Nature 288, 230-5.

Agung

Hekla

Katmai

Krakatau

Tambora

LakiKatla

Lanzarote

Pacay a.o.

Komagatake

Ukendt

Ukendt

Katla

Hekla

Eldgja

1950

1900

1850

1800

1750

1700

1650

1600

1550

1500

1450

1400

1350

1300

1250

1200

1150

1100

1050

1000

950

900

850

800

750

700

650

600

År 550

Tiltagende surhedsgrad

K L I M A P Å V I R K N I N G

10

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

der hersker i Stratosfæren. Den klimatiskeeffekt af svovlsyreaerosoler dannet vedvulkanske udbrud, der kan være stabile iflere måneder eller år, er derfor i førsteomgang begrænset til visse dele af Jorden.Alligevel ser vi, at den, om end ringe, af-køling som kan måles på jordoverfladen,of-te er jævnt fordelt på den ene eller den an-den af de to jordhalvkugler. Afkølingen måsåledes være et resultat af en indirekte sna-rere end en direkte klimatisk forstyrrelse(perturbationer).

Den klimatiske effektDe her omtalte store vulkanudbrud synesat have medført et temperaturfald på0,2–0,5 ˚C.Tambora i 1815 har sandsynlig-vis haft en effekt helt op til 1˚C. Det sam-me gælder Laki 1783. Men den klimatiskeeffekt i forbindelse med vulkanudbrud kanimidlertid være vanskelig at måle heltnøjagtigt, idet flere andre faktorer som

påvirker klimaet værdimæssigt ligger tæt påde nævnte værdier. Disse andre faktorer fxdrivhuseffekten eller variationer i solind-strålingsintensiteten forårsaget af solplet-aktivitet, vil i visse tilfælde virke i modsatretning. Pinatubos umiddelbare klimaind-flydelse kunne i først omgang kun registre-res indirekte, ved at netop drivhuseffekteni årene 1991-94 var næsten borte.Den stratosfæriske dråbesky fra Pinatubo-udbruddet, som bredte sig ud over dennordlige halvkugle bistået af vulkanudbrud-det i Hudson på den sydlige, bevirkede glo-bal afkøling på jordoverfladen på ca.0,5˚C iårene 1992-94, tilstrækkeligt stor til at kun-ne skelnes fra den naturlige variation på0,2˚C.

Nogle observationer tyder på, at storevulkanudbrud også kan have indflydelse påozonlaget ved polerne, samt spille sammenmed en anden af de store klimafænomener

“El Nino”. Koblingen kan være tilfældig,men flere observation synes at vise, at ElChichón dråbeskyen kan have været trig-ger for den store “El Nino” klimabegiven-hed 1982-83, som netop da var under ud-vikling i Stillehavet Fremtidige vulkanudbrud vil givetvis, somtidligere sende aske og gas op i stratos-færen, med dannelse af en syredråbesky,der også i fremtiden vil indvirke på Jordensklima. Hvor stor denne effekt i det enkeltetilfælde vil blive, vil derimod være vanskeligat sige, fordi det afhænger af samspilletmellem mange faktorer. Men efterhåndensom man får bedre og bedre klimamodel-ler at arbejde med, vil man få bedre mulig-hed for at komme tættere på de processer,som påvirker vort klima og dermed også,hvor meget Jordens vulkaner i virkelighe-den betyder for klimaudviklingen.

Et kig ned i Pinatubos eksplosi-onskrater kort tid efter udbrud-det i 1991.Der har dannet sig enkratersø, hvorfra det stadig dam-per og ryger.Foto: POLFOTO/AFP.

Erik Schou Jensen er cand.mag. i Geologi fra Københavns Universitet (1965).Han har været ansat som lektor ved Geo-logisk Institut (1966-1981) og siden 1981 ved Geologisk Museum, begge Københavns Universitet.Han har udført geo-logisk feltarbejde i Grønland og Sydnorge siden 1965, hvor han hovedsagelig har arbejdet med vulkanske bjergarter.På Geologisk Museum har han medvirket ved udarbejdelse af udstillinger og anden udadvendt formidlingsvirksomhed,herunder undervisningen af skoler og andre institutioner, der besøger Museet.

K L I M A P Å V I R K N I N G

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

11

Danmarks og Grønlands GeologiskeUndersøgelse (GEUS) er en forsknings-og rådgivningsinstitution i Miljø- og Ener-giministeriet.Institutionens hovedformål er at foretagegeologisk kortlægning af Danmark ogGrønland samt udføre videnskabelige ogpraktiske undersøgelser på miljø- ogenergiområdet.

GEUS udfører tillige rekvirerede opgaverpå forretningsmæssige vilkår.

Interesserede kan bestille et gratis abon-nement på GEOLOGI - NYT FRA GEUS.Bladet udkommer 4 gange om året.Henvendelser bedes rettet til:Knud Binzer

GEUS giver i øvrigt gerne yderligere op-lysninger om de behandlede emner ellerandre emner af geologisk karakter.

Eftertryk er tilladt med kildeangivelse.

GEOLOGI - NYT FRA GEUS er redigeretaf seniorgeolog Knud Binzer (ansvarsha-vende) i samarbejde med en redaktions-gruppe på institutionen.

Skriv, ring eller mail:GEUSDanmarks og Grønlands Geologiske UndersøgelseThoravej 8, 2400 København NV.Tlf.: 38 14 20 00 Fax.: 38 14 20 50E-post: geus@geus.dkHjemmeside: www.geus.dk

GEUS publikationer:Hos Geografforlaget kan alle GEUS’ ud-givelser købes.Henvendelse kan ske enten på tlf.:63 44 16 83 eller telefax: 63 44 16 97E-post: go@geografforlaget.dkHjemmeside: www.geografforlaget.dk

Adressen er:GEOGRAFFORLAGET 5464 Brenderup

ISSN 1396-2353

Produktion:Henrik Klinge Pedersen, GEUS Grafisk

Tryk: From & Co.

Forsidebillede: Lavafontæner og lava-strømme. Krafla på Island, januar 1981,Fotograf: Òmar Ragnasson

Illustrationer: Henrik Klinge Pedersen.

P O S T B E S Ø R G E T B L A D

0900 KHC

12

GE

OL

OG

IN

YT

FR

AG

EU

S4

/0

0

Vulkaner, is og klimaOplysninger, der kan trækkes ud af iskerner fra boringer på Grønlands Indlandsis, har været en vigtig kilde til bestemmelse af alderen af både forhistoriske og historiske vulkanudbrud samt vist noget om udbredelsen af udbrudsprodukterne, især svovlsyreholdige dråbeskyer (aerosoler) på den nordlige halvkugle.Indlandsisen er således et vigtigt “arkiv” at ty til, når man vil undersøge fx klimaudviklingen eller vejrliget i bestemte tidsperioder og om vulkansk aktivitet eventuelt har haft betydning for sådanne klimavariationer.

GEUS samarbejder med forskere både nationalt og internationalt og har medvirket ved en række studier af Indlandsisen og andre iskapper og gletchere på Grønland.Man kan læse mere om nogle af disse undersøgelser og resultaterne i to tidligere udgivne temanumre af GEOLOGI nyt fra GEUS:

Kan downloades fra:www.geus.dk/publications/gen-info-dk.htm#top

Læs videre om vulkaner på:http://vulcan.wr.usgs.govhttp://volcano.und.nodak.eduhttp://www.norvol.hi.is

Temanummer:IS OG ENERGInr. 5 december 1996

Temanummer:Iskappen der forsvandt og genopstodnr. 2 september 1998