Hoe klimaatverandering aardbevingen en vulkaanuitbarstingen in de hand werkt

Het klimaat op aarde verandert snel. In sommige gebieden zorgen de stijgende temperaturen ervoor dat bosbranden en droogte vaker voorkomen en waarschijnlijker worden. In andere gebieden maken ze regenval en stormen heviger of doen ze gletsjers sneller smelten.

De voorbije zomer toonde dit nogmaals aan. Delen van Europa en Canada werden verwoest door bosbranden, terwijl Peking de zwaarste regenval in minstens 140 jaar registreerde. Als we verder terugkijken, zien we dat de gletsjers wereldwijd tussen 2000 en 2019 ongeveer 267 gigaton ijs per jaar hebben verloren. Smeltende gletsjers dragen bij aan de stijging van de zeespiegel - momenteel met ongeveer 3,3 millimeter per jaar - en problemen in kustgebieden, zoals overstromingen en erosie.

Onder het aardoppervlak

Maar onderzoek suggereert dat ons veranderende klimaat niet alleen van invloed is op de gevaren op het aardoppervlak. Klimaatverandering - en in het bijzonder toenemende regenval en het smelten van gletsjers - zou ook de gevaren onder het aardoppervlak, zoals aardbevingen en vulkaanuitbarstingen, kunnen verergeren.

Droogte in Europa en Noord-Amerika heeft onlangs veel aandacht gekregen in de media. Maar het zesde evaluatierapport van het VN-klimaatpanel (IPCC) uit 2021 onthulde dat de gemiddelde neerslag in veel regio's sinds 1950 is toegenomen. Een warmere atmosfeer kan meer waterdamp vasthouden, wat vervolgens leidt tot meer neerslag.

Geologen zien al langer een verband tussen neerslaghoeveelheden en seismische activiteit. In de Himalaya bijvoorbeeld wordt de frequentie van aardbevingen beïnvloed door de jaarlijkse neerslagcyclus van het zomerseizoen van de moesson. Uit onderzoek blijkt dat 48 procent van de aardbevingen in de Himalaya plaatsvinden in de drogere maanden vóór de moesson (maart, april en mei), terwijl slechts 16 procent plaatsvindt tijdens de moesson.

Smelten van gletsjerijs

Tijdens het moessonseizoen in de zomer drukt het gewicht van tot wel 4 meter neerslag de korst zowel verticaal als horizontaal samen, waardoor deze stabiliseert. Wanneer dit water in de winter verdwijnt, destabiliseert deze “terugslag” de regio en neemt het aantal aardbevingen toe.

Klimaatverandering zou dit fenomeen kunnen versterken. Klimaatmodellen voorspellen dat de intensiteit van de moessonregen in Zuid-Azië in de toekomst zal toenemen als gevolg van de klimaatverandering. Dit zou de winterreactie kunnen versterken en meer seismische gebeurtenissen kunnen veroorzaken.

De invloed van het gewicht van water op de aardkorst gaat verder dan alleen neerslag; het strekt zich ook uit tot gletsjerijs. Toen de laatste ijstijd ruwweg 10.000 jaar geleden ten einde liep, zorgde het ontdooien van zware gletsjerijsmassa's ervoor dat delen van de aardkorst omhoog kwamen, opnieuw door die “terugslag”. In het jargon wordt dit proces wordt isostatische terugkaatsing genoemd. Een concreet voorbeeld ervan zijn de verhoogde stranden in Schotland, waarvan sommige tot 45 meter boven het huidige zeeniveau uittorenen. 

Bewijs uit Scandinavië suggereert dat deze opwaartse beweging, in combinatie met de destabilisatie van de tektoniek in de regio, talrijke aardbevingen veroorzaakte tussen 11.000 en 7000 jaar geleden. Sommige van deze aardbevingen overschreden zelfs een magnitude van 8.0 op de schaal van Richter, wat duidt op ernstige verwoestingen en verlies van mensenlevens. De zorg is dat het voortdurende smelten van gletsjerijs vandaag de dag kan leiden tot soortgelijke effecten elders.

Vulkanische activiteit

Onderzoek heeft ook een verband gevonden tussen veranderingen in de gletsjerbelasting op de aardkorst en vulkanische activiteit. Ongeveer 5.500 à 4.500 jaar geleden koelde het klimaat op aarde kortstondig af en begonnen de gletsjers in IJsland zich uit te breiden. Analyses van vulkanische asafzettingen verspreid over heel Europa suggereren dat de vulkanische activiteit in IJsland in deze periode duidelijk afnam.

Na het einde van deze koele periode nam de vulkanische activiteit weer toe, zij het met een vertraging van enkele honderden jaren.

Dit fenomeen kan worden verklaard door het gewicht van de gletsjers die zowel de aardkorst als de onderliggende aardmantel (de meestal vaste massa van het binnenste van de aarde) samendrukten. Hierdoor bleef het materiaal waaruit de aardmantel bestaat onder hogere druk staan, waardoor het niet smolt en het magma vormde dat nodig was voor vulkaanuitbarstingen.

Door de afname van gletsjerijs - en het daarmee gepaard gaande gewichtsverlies aan het aardoppervlak - kon echter een proces ontstaan dat decompressiesmelten wordt genoemd. Daarbij zwengelt een lagere druk het smelten in de aardmantel aan. Dit smelten resulteerde in de vorming van vloeibaar magma dat de vulkanische activiteit in IJsland voedde.

Tot op de dag van vandaag is dit proces verantwoordelijk voor een deel van de vulkanische activiteit in IJsland. Uitbarstingen bij twee vulkanen, Grímsvötn en Katla, vinden consequent plaats tijdens de zomerperiode wanneer de gletsjers zich terugtrekken.

Het is daarom mogelijk dat de voortdurende terugtrekking van de gletsjers als gevolg van de opwarming van de aarde de vulkanische activiteit kan doen toenemen. 

De gevolgen van een veranderend klimaat worden steeds duidelijker: ongewone weersomstandigheden zijn eerder regel dan uitzondering geworden. De indirecte gevolgen van klimaatverandering op de grond onder onze voeten worden echter nog niet breed besproken.

Dit moet veranderen als we de effecten van het veranderende klimaat, die al stevig in gang zijn gezet, tot een minimum willen beperken.

-

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen bij IPS-partner The Conversation.