Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Innsjøen Lake Atitlán i Guatemala ligger i fordypningen etter utbruddet til supervulkanen Los Chocoyos. Utbruddet kan ha hatt store konsekvenser for luftstrømmer i tropisk atmosfære, ifølge en ny studie.
Innsjøen Lake Atitlán i Guatemala ligger i fordypningen etter utbruddet til supervulkanen Los Chocoyos. Utbruddet kan ha hatt store konsekvenser for luftstrømmer i tropisk atmosfære, ifølge en ny studie.

Supervulkan kan endre vindsystemet i den tropiske stratosfæren

Nå vet forskere mer om hva som skjer høyt oppe i atmosfæren når den farligste av alle vulkantyper har utbrudd.

Spørsmålet om hva som skjer i atmosfæren når en supervulkan har utbrudd, har lenge opptatt forskere i atmosfærisk kjemi og meteorologi.

Forskere fra Univeritetet i Oslo, Max Planck-instituttet for meteorologi i Kiel, GEOMAR Helmholtz senter for havforsking i Kiel og National Center for Atmospheric Research i USA, har nylig presentert sine funn i det amerikanske tidsskriftet Geophysical Research Letters.

De har sammen studert supervulkanen Los Chocoyos i Guatemalas høyland. Den hadde et voldsomt utbrudd for mer enn 75 000 år siden. I dag er området der utbruddet skjedde, en enorm kaldera, altså en fordypning i jordskorpen.

Kalderaen med navnet Atitlán Caldera er nå en innsjø. Den ligger rundt 1500 meter over havet, omgitt av tre kjegleformede vulkaner: Atitlán, Tolimán og San Pedro.

Utbruddet til Los Chocoyos hadde en styrke på 8. Dette er den høyeste rangeringen på den internasjonale Volcanic Explosivity Index (VEI).

«Den vakreste innsjøen i verden»

Den tyske utforskeren og naturalisten Alexander von Humboldt (1769 – 1859) omtalte innsjøen som den vakreste innsjøen i verden.

Lake Atitlán er velkjent og er et av høydepunktene i Guatemala, en nasjonal og internasjonal turistattraksjon der den ligger omgitt av små maya-landsbyer.

Til tross for at den for lengst er utdødd, er kalderaen et bevis på den kraften dette utbruddet hadde. Dette er nylig beskrevet i den vitenskapelige artikkelen A history of violence i Journal of Quaternary Science.

Utbruddet er kjent som et av de største vulkanutbruddene i de siste 100 000 år og må ha vært et inferno av magma, eksplosjoner og utslipp av gasser.

Lake Atitlán dekker over 127,7 kvadratkilometer. Innsjøen ligger i en dal demmet opp av vulkansk aske, den er 320 meter dyp, 19 kilometer lang og 10 kilometer bred.
Lake Atitlán dekker over 127,7 kvadratkilometer. Innsjøen ligger i en dal demmet opp av vulkansk aske, den er 320 meter dyp, 19 kilometer lang og 10 kilometer bred.

Utslipp av kjemiske komponenter til atmosfæren

Analyser av avsetninger i geologiske lag etter utbruddet viser at det ble sluppet ut enorme mengder svovel, klor og brom til atmosfæren. Vulkansk aske etter Los Chocoyos er funnet flere steder i Guatemalas høyland og i marine avsetninger i borekjerner fra dypet av Stillehavet, Mexicogulfen og også i Atlanterhavet.

Forskerteamets hypotese var at utslipp fra et så stort utbrudd kan forårsake flerårige konsekvenser for atmosfæren og klimaet. Men hvor lenge? Og hvilken styrke og mengde ville utslippene ha?

For å kunne besvare disse spørsmålene måtte forskerne ta i bruk simuleringsmodeller som representerer dagens kunnskap om klimasystemet.

Med dette som utgangspunkt kunne de simulere virkningen av et Los Chocoyos‐lignende utbrudd og effekten av enorme mengder utslipp til atmosfæren.

Langvarig forstyrrelse av sonale vindsystemer

Studien viser at utbruddet hadde effekt på et vindsystem i stratosfæren over tropene. Her er den kvasibiennale oscillasjonen. Dette er et vindmønster som skifter med svingninger som varer mer enn to år, høyt over ekvator.

Stratosfæren ligger i 15 til 50 kilometers høyde og er det andre laget i jordas atmosfære. Et utbrudd av denne dimensjonen ville ha tilført mengder av svevende partikler, såkalte aerosoler, og kjemiske komponenter til atmosfæren.

– Ifølge våre modellsimuleringer ville det ha forårsaket omtrent ti års forstyrrelser av dette vindsystemet, sier Kirstin Krüger, professor i meteorologi og en av forfatterne bak artikkelen.

– Endringene i vindsystemet ville ha inntruffet fire måneder etter utbruddet, med unormale østlige vinder over fem år, etterfulgt av vestlige vinder, før den kom tilbake til normale forhold, men med litt lengre periodisitet.

Forstyrrelsen av vindsystemet er et resultat av varm luft forårsaket av aerosoler og en nedkjølende effekt forårsaket av nedbrytning av gassen ozon i atmosfæren.

Denne varmende versus nedkjølende effekten i luftlag i atmosfæren forstyrrer dannelsen av vindbølgene. På sikt forstyrret det vindsystemet som svinger i stratosfæren.

Forskerne testet ut forskjellige scenarier ved hjelp av modeller og datasimuleringer. Studien kaster lys over hva som kan skje når en virkelig stor supervulkan får utbrudd. Det viser seg at endringene i atmosfæren varer over flere år. De kan ha kraft til midlertidig å endre vindsystemene i den tropiske stratosfæren.

Supervulkaner av i dag

I dag finnes det omtrent 20 supervulkaner rundt omkring i verden. En av de mest kjente er Yellowstone Caldera, som ligger i Yellowstone nasjonalpark i delstatene Idaho, Montana og Wyoming i USA.

Denne supervulkanen har vært kjent siden 1960-tallet og har et vulkansk område som er 70 kilometer langt og 50 kilometer bredt. Yellowstone har hatt to kjente utbrudd av størrelsen VEI 8, henholdsvis for 2,1 millioner år siden og for 640 000 år siden.

Referanser:

Hans Brenna mfl.: Decadal Disruption of the QBO by Tropical Volcanic Supereruptions. Geophysical Research Letters, AGU, 2021. Doi.org/10.1029/2020GL089687

Hans Brenna mfl.: The potential impacts of a sulfur- and halogen-rich supereruption such as Los Chocoyos on the atmosphere and climate. Atmos. Chem. Phys., 2020. Doi.org/10.5194/acp-20-6521-2020

Alejandro Cisneros de León mfl.: A history of violence: magma incubation, timing, and tephra distribution of the Los Chocoyos supereruption (Atitlán Caldera, Guatemala). J. Quat. Sci., 2021. Doi:2010.1002/jqs.3265

Powered by Labrador CMS