Stóra gosið í Tianchi eldfjalli var samtíma Eldgjárgosinu

 

Ég hef fjallað hér fyrir neðan um Tianchi eldfjall, sem er á landamærum Kína og Norður Kóreu. Risastóra sprengigosið, sem varð þar hefur verið talið frá árunum um 965 til 1000 Anno Domini.  Nú hafa verið gerðar fimmtíu góðar aldursgreiningar með geislakolaaðferð  á koluðum trjábút, sem finnst í gjóskuflóði frá gosinu.  Þær gefa aldur frá 921 til 941 AD.  Þrjátíu og tvær aðrar aldursgreiningar á öðrum trjábút gefa aldurinn 921 til 942 AD.  Nú er því talið að gosið hafi orðið annað hvort um haustið 938 eða vorið 939 AD.  Gosið mikla, sem myndaði Eldgjá og Landbrotshraun er talið hafa orðið árið 934 AD en hefur aldrei verið nákvæmlega tímasett.   Þetta er eitt af stórgosum Íslandssögunnar, ef til vill það stærsta, með allt að 18 rúmkílómetra af kviku. Það er um helmingur af gosmagni  því, sem kom upp úr Tianchi á sama tíma.  Í ískjörnum, sem boraðir hafa verið á Grænlandi, kemur fram mikið brennisteinslag í ísnum á um 272 metra dýpi undir yfirborði jökulsins.   Brennisteinsmagnið og einnig klór innihald íssins á þessu dýpi er sýnt í fyrstu myndinni fyrir ofan. Þar er greinilegur tindur í línuritinu, sem er vafalaust tengdur eldgosi – eða eldgosum.  Lóðrétti ásinn á línuritinu er magn af brennisteini og klór í ísnum.  Hæsti toppurinn er í kringum árið 938 e.Kr. Jöklafræðingar telja að brennisteinslagið sé frá eldgosi, sem var árið 938 og er skekkjan talin aðeins um 4 ár á þessari aldursákvörðun.  Þeir skelldu skuldinni beint á Eldgjá, en nú verður að endurskoða það í ljósi nýrra upplýsinga um Tianchi gosið mikla.  Allar líkur eru á, að Tianchi og Eldgjá hafi gosið nær samtímis. Er því brennisteinstoppurinn í ískjörnum sennilega frá báðum þessum gosum.  Það skýrir einnig fremur kísilrík glerkorn, sem finnast í þessu lagi í ísnum og passa ekki við efnasamsetningu kvikunnar úr Eldgjá.  Nú er ekki lengur hægt að kenna Eldgjá einni um óvenjulegt veðurfar á norðurhveli á miðri tíundu öldinni, heldur er líklegt að Tianchi sé sökudólgurinn. Hvað segir sagan um þetta tímabil? Michael McCormick og félagar hafa einmitt kannað það mál. Þar kemur í ljós að vetrarnir árin 939 og 940 voru með þeim hörðustu í Hollandi, Belgíu, Svisslandi, Írlandi og víðar.  Hungursneyð ríkti, búpeningur féll, ár og vötn lagði.  Þetta er ekki í fyrsta sinn, sem við höfum kennt einu íslensku gosi um, þegar annað og fjarlægt stærra gos átti sökina, eða var meðsekt. Ofarlega í huga er sprengigosið í Asama eldfjalli í Japan árið 1783.  Það var samtíma Skaftáreldum, þegar jarðsprungan mikla myndaðist sem skapaði Lakagígana.  Þegar Móðuharðindin ríktu á Íslandi þá gekk mesta hungursneyð sögunna yfir Japan vegna áhrifa Asama gossins þar í landi. Það er Temmei hungursneyðin. 

Tianchi eldfjall

Á landamærum Kína og Norður Kóreu er stórt eldfjall sem ber nafnið Tianchi eða Changbai. Það er vissulega nokkuð skáldlegt eða þjóðsagnarlegt að hafa virkt eldfjall á landamærum og minnir óneitanlega á Hringadrottnasögu.  Hér varð eitt stærsta sprengigos, sem orðið hefur síðustu árþúsundin.  Gosið var rétt um árið 1000 (ef til vill 965 AD) og er talið hafa framleitt allt að 30 rúmkílómetra af kviku. Sumir telja að gosmagnið hafi jafnvel verið 120 rúmkílómetrar. Askan dreifðist til austurs, yfir Japan og víðar.  Á síðari öldum er aðeins gosið í Tambora í Indónesíu árið 1815 stærra, en þar komu upp um 100 rúmkílómetrar af kviku.  Tianchi er nú askja, sem er um 5 km í þvermál og í henni er fagurt vatn um 373 metrar á dýpt.  Kóreumenn kalla það Vatn Hins Himneska Friðar og eldfjallið nefna þeir Paektu.  Það er jafn helgt í Kóreu eins og Fuji er í Japan.  Þjóðsögnin segir að fyrsti forseti Norður Kóreu, Kim Il-sung (1912-1994) hafi risið upp úr vatninu við fæðingu.  Fyrsta myndin sýnir þá feðgana Kim Il-sung og Kim Jong Il (1941-2011)  á bakka öskjuvatnsins.  Landamærin við Kína liggja þvert yfir öskjuvatnið, frá austri til vesturs, og hafa Kínverjar fylgst nokkuð vel með hegðun eldfjallsins.  Það er full ástæða til þess, þar sem mikil hætta er af eðjustraumum frá næstu gosum. Tianchi gaus aftur árið 1903. Undanfarin ár hefur órói komið fram á jarðskjálftamælum á eldfjallinu, einkum árin 2002 til 2006.  Þá virtist kvikuinnskot vera að koma sér fyrir á um 5 km dýpi og færðist síðan ofar, ásamt vaxandi gas útstreymi.  Ekki varð þó gos í þetta sinn.   Seinni myndin sýnir ferðamenn á barmi öskjunnar, en þeir standa á mjög þykkri gjóskuflóðsmyndun, sem er sennilega frá gosinu mikla árið 1000.  En hvers vegna er eldfjall staðsett inni á meginlandi Asíu, þar sem ekki eru sjáanleg flekamót?  Það eru skiftar skoðanir um það.  Eitt er víst að möttullinn djúpt undir Tianchi eldfjalli er nokkuð óvenjulegur og ef til vill er fjallið á heitum reit, eins og Ísland.  Hins vegar getur eldvirknin hér verið tengd uppstreymi í möttlinum, sem orsakast af hreyfingum á sigbeltinu undir Japan.  Alla vega er hér risastórt eldfjall, sem bera verður að hafa miklar gætur á. 

Þensla hafsins

 

Það er oft sagt að hafið muni drekka í sig mestan hitann, sem bætist nú við vegna hnattrænnar hlýnunar og þar með sé málið leyst. Látum sem svo sé, en þá kemur fram annað vandamál:  hafið þenst út þegar það hitnar og sjávarmál hækkar. Sjórinn er nær þúsund sinnum eðlisþyngri en loftið (1030 kg/m³ á móti 1.20 kg/m³ við 20ºC).  Eitt kíló af vatni getur innihaldið 4,18 sinnum meiri hita en sambærilegur massi af lofti.  Og enn frekar: sama rúmmál af vatni getur innihaldi 3558 sinnum meiri hita en jafnt rúmmál af lofti.  Aðeins efstu 260 cm af heimshöfunum innihalda jafn mikinn hita og allur lofthjúpurinn!   Eðlisþyngd vatns (og sjávar) er breytileg eftir hita, eins og fyrsta myndin sýnir.  Vatn er þyngst við 4oC, en með frekari hitun eykst eðlisþyngdin: vatnið þenst út.  Ef meðaldýpt hafsins er 3 km, þá hækkar sjávarborð um 60 cm fyrir hverja gráðu sem sjórinn hitnar. En þetta dæmi er of mikil einföldun á raunveruleikanum.   Það þarf að taka til greina marga þætti, þegar við könnum útþenslu hafsins við hitun. Hversu hratt berst hitinn niður í hafið frá yfirborði?  Sumir telja að það taki 30 ár fyrir hitann að hafa áhrif á 100 metra dýpi.  Aðrir telja að straumar færi hitann hratt niður í djúpið.  Í flestum tilfellum er reiknað með því að hafið hitni niður í um 700 metra dýpi.  Samt sem áður sýna mælingar að hafdjúpin eru einnig að hitna enn neðar. Útþensla hafsins er því raunveruleiki, en skoðanir eru enn skiptar um hvað áhrifin á hæðina á yfirborði sjávar verði mikil.   Catia M. Domingues og félagar hafa nýlega komist að þeirri niðurstöðu, að hlýnun og þensla hafdjúpsins hafi nú mikil áhrif á hækkun sjávarborðs.  Önnur myndin sýnir niðurstöður þeirra (efri hluti). Lóðrétti skalinn er greyting sjávarmáls í millimetrum.  Lárétti ásinn er tímabilið frá 1960 til 2010.  Rauða línan á myndinni er sú hækkun, sem orsakast af þenslu efstu 700 metra hafsins. Gula línan er þensla af völdum dýpri hluta sjávar, dökk fjólubláa línan er vegna bráðnunar á Grænlandi og Suðurheimskautinu og bláa línan er bráðnun annara jökla.  Neðri hluti myndarinnar sýnir, að niðurstöður þeirra passa vel saman við mælingar á sjávarborði frá gervihnöttum ofl.  Á þessu má sjá að þensla heimshafanna hefur mikil áhrif á sjávarmál, og slagar hátt upp í áhrif bráðnunar jöklanna á heimskautunum.  Það er því ekkert einfalt svar við því, hvað hluti þenslu heimshafanna er stór í hækkun sjávarborðs. Eitt er víst: með vaxandi hlýnun þenst hafið út hlutfallslega hraðar og sjávarmál hækkar hraðar. 

Sjávarborð hækkar hraðar

 

Loftslagsbreytingar eru nú viðurkennd staðreynd og jafnvel forseti Bandaríkjanna er loksins farinn að fjalla um málið.  Mest hefur umfjöllunin verið um hlýnun, en ein megin afleiðing hnattrænnar hlýnunar er hækkandi sjávarmál vegna bráðnunar jökla og útþenslu hafsins þegar það hitnar.  Alþjóðaskýrslur gerðar af IPCC árin 1990 og 2000 héldu því fram að sjávarmál heimshafanna hækkaði að meðaltali um 2.0 mm á ári.  Nýrri gögn, fyrir tímabilið 1993 til 2011 sýna hins begar að hækkunin er 3.2 ± 0.5 mm á ári, eða 60%  hraðar en fyrri tölur.  Það er segin saga með allar spár um loftslagsbreytingar: þær eru alltaf of lágar og verstu eða hæstu tölurnar eru því miður oftast nærri lagi.  Þetta er staðan í dag, en hvað um framtíðina?  Stefan Rahmstorf og félagar hafa tekið saman spár um sjávarborð framtíðarinnar, eins og sýnt er á línuritinu.  Hér eru sýnd líkön af hækkun sjávarborðs, sem eru byggð á mismunandi tölum um losun koltvíoxíðs út í andrúmsloftið.  Það eru bláu línurnar, sem eru trúverðugastar að mínu áliti og passa best við það sem á undan er gengið.   Allt bendir til að sjávarborð muni rísa hraðar í framtíðinni og sennilega ná allt að 6 til 10 mm á ári fyrir lok aldarinnar, samkvæmt könnun Rahmstorfs. 

Áhrifin af slíkum breytingum verða gífurlegar víða úti í heimi, þar sem stórar borgir hafa risið á áreyrum og öðru láglendi.  Á Íslandi er málið flókið, meðal annars vegna skorpuhreyfinga, sem eru óháðar hnattrænni hlýnun. Á  Reykjavíkursvæðinu sígur jarðskorpan, eins og mórinn í Seltjörn sýnir okkur.  Talið er að Seltjarnarnesið hafi sigið af þessum sökum um 0,6 til 0,7 mm á ári hverju síðan land bygðist.  Sennilega er þetta sig tengt því, að Seltjarnarnesið og reyndar allt Reyjavíkursvæðið fjarlægist hægt og hægt frá virka gosbeltinu, en þá kólnar jarðskorpan lítið eitt,  dregst saman og yfirborð lands lækkar.  Ofaná þetta sig bætist síðan hækkun heimshafana.  Hverjar verða þá helstu breytingarnar hér? Tökum Tjörnina í Reykjavík sem handhægt dæmi.  Nú er yfirborð Tjarnarinnar um 2,2 metra fyrir ofan sjávarmál. Með 3,2 mm hækkun sjávar á ári tæki það 680 ár áður en sjór fellur inn í Tjörnina, en þetta er greinilega allt of lág tala samkvæmt athugunum Rahmtorfs of félaga. Með líklegri hækkun um10 mm á ári í framtíðinni eru það aðeins um 220 ár þar til sjór fellur inn í Tjörnina og yfir miðbæinn.