Lagere zeespiegels in de afgelopen 360.000 jaar zijn gekoppeld aan meer uitbarstingen
De zeespiegel lijkt de uitbarstingen van de gedeeltelijk verzonken vulkaan van Santorini in Griekenland te beïnvloeden (foto). Lagere zeespiegels zijn historisch gekoppeld aan meer uitbarstingen.
Als de zeespiegel ver onder het huidige niveau zakt, staat de eilandvulkaan Santorini in Griekenland op het punt te rommelen.
Een vergelijking van de activiteit van de vulkaan, die nu gedeeltelijk is ingestort, met de zeespiegel in de afgelopen 360.000 jaar laat zien dat wanneer de zeespiegel meer dan 40 meter onder het huidige niveau zakt, dit een vlaag van uitbarstingen veroorzaakt. In tijden van hogere zeespiegel de vulkaan is stil, melden onderzoekers online op 2 augustus in Natuur Geowetenschappen.
Andere vulkanen over de hele wereld worden waarschijnlijk op dezelfde manier beïnvloed door de zeespiegel, zeggen de onderzoekers. De meeste vulkanische systemen in de wereld bevinden zich in of nabij oceanen.
“Het is moeilijk in te zien waarom een kust- of eilandvulkaan niet zou worden beïnvloed door de zeespiegel”, zegt Iain Stewart, een geowetenschapper bij de Royal Scientific Society of Jordan in Amman, die niet bij het werk betrokken was. Door rekening te houden met deze effecten kan de voorspelling van vulkaangevaar nauwkeuriger worden.
Santorini bestaat uit een ring van eilanden rond de centrale punt van een vulkaan die uit de Egeïsche Zee steekt. De hele vulkaan stond vroeger boven water, maar een gewelddadige uitbarsting rond 1600 voor Christus zorgde ervoor dat de vulkaan gedeeltelijk instortte en een lagune vormde. Die specifieke uitbarsting staat bekend om het mogelijk vernietigen van de Minoïsche beschaving en het inspireren van de legende van de verloren stad Atlantis (SN: 2/1/12).
Om te onderzoeken hoe de zeespiegel de vulkaan zou kunnen beïnvloeden, hebben onderzoekers een computersimulatie gemaakt van de magmakamer van Santorini, die zich ongeveer vier kilometer onder het oppervlak van de vulkaan bevindt. In de simulatie, toen de zeespiegel minstens 40 meter onder het huidige niveau zakte, versplinterde de korst boven de magmakamer. “Dat geeft het magma dat onder de vulkaan is opgeslagen de kans om door deze breuken omhoog te gaan en zijn weg naar de oppervlakte te vinden”, zegt co-auteur van het onderzoek Christopher Satow, een fysisch geograaf aan de Oxford Brookes University in Engeland.
Volgens de simulatie zou het ongeveer 13.000 jaar duren voordat die scheuren de oppervlakte bereiken en de vulkaan doen ontwaken. Nadat het water weer is gestegen, duurt het ongeveer 11.000 jaar voordat de scheuren zijn gesloten en de uitbarstingen stoppen.
Het lijkt misschien contra-intuïtief dat het verlagen van de hoeveelheid water bovenop de magmakamer ertoe zou leiden dat de korst zou versplinteren. Satow vergelijkt het scenario met het wikkelen van je handen rond een opgeblazen ballon, waarbij het rubber de aardkorst is en de binnenwaartse druk van je handen het gewicht van de oceaan is. Als iemand anders lucht in de ballon pompt – zoals magma dat zich ophoopt onder de aardkorst – helpt de druk van je handen voorkomen dat de ballon knalt. “Zodra je de druk met je handen begint te verminderen, [like] als de zeespiegel daalt, begint de ballon uit te zetten’, zegt Satow, en uiteindelijk breekt de ballon.
Het team van Satow testte de voorspellingen van de simulatie door de uitbarstingsgeschiedenis van de Santorini-vulkaan – bewaard in de rotslagen van de eilanden rond de centrale vulkaanpunt – te vergelijken met bewijs van vroegere zeespiegels van mariene sedimenten. Alle, op drie na, van de 211 goed gedateerde uitbarstingen van de vulkaan in de afgelopen 360.000 jaar vonden plaats tijdens perioden van lage zeespiegel, zoals de simulatie voorspelde. Dergelijke perioden van lage zeespiegel deden zich voor toen meer van het aardse water tijdens ijstijden in gletsjers werd opgesloten.
“Het is echt intrigerend en interessant, en misschien niet verrassend, aangezien andere studies hebben aangetoond dat vulkanen gevoelig zijn voor veranderingen in hun stresstoestand”, zegt Emilie Hooft, een geofysicus aan de Universiteit van Oregon in Eugene, die niet betrokken was bij het werk. Vulkanen in IJsland hebben bijvoorbeeld een toename van uitbarstingen laten zien nadat de bovenliggende gletsjers zijn gesmolten, waardoor de vulkanische systemen van het gewicht van het ijs zijn ontlast.
Vulkanen over de hele wereld zijn waarschijnlijk onderhevig aan de effecten van de zeespiegel, zegt Satow, hoewel hoeveel waarschijnlijk varieert. “Sommigen zullen erg gevoelig zijn voor veranderingen in de zeespiegel, en voor anderen zal er bijna geen impact zijn.” Deze effecten zullen afhangen van de diepte van de magmakamers die elke vulkaan voeden en de eigenschappen van de omringende korst.
Maar als de zeespiegel de activiteit van een vulkaan in of nabij de oceaan controleert, althans tot op zekere hoogte, “zou je verwachten dat al deze vulkanen synchroon lopen met elkaar”, zegt Satow, “wat ongelooflijk zou zijn.”
Wat Santorini betreft, aangezien de laatste keer dat de zeespiegel 40 meter onder het huidige niveau lag ongeveer 11.000 jaar geleden was – en de zeespiegel blijft stijgen als gevolg van klimaatverandering – verwacht het team van Satow dat de vulkaan een periode van relatieve rust zal ingaan nu ongeveer (SN: 14/3/12). Maar twee grote uitbarstingen in de geschiedenis van de vulkaan vonden plaats te midden van hoge zeespiegels, zeggen de onderzoekers, dus toekomstige gewelddadige uitbarstingen zijn niet helemaal van de tafel.
