Holuhraunsgos varpar nýju ljósi á loftslagsbreytingar

Ný rannsókn alþjóðlegs hóps vísindamanna á eldgosinu í Holuhrauni 2014-2015 varpar nýju ljósi á það hvaða áhrif brennisteinsmengun frá eldgosum hefur í andrúmsloftinu. Væntingar eru um að niðurstöður rannsóknarinnar geri vísindamönnum kleift að spá betur fyrir um loftslagsbreytingar á næstu áratugum. Sagt er frá rannsókninni í grein í hinu virta tímariti Nature sem kemur út í dag, fimmtudaginn 22. júní, en hún ber yfirskriftina „Strong constraints on aerosol-cloud interactions from volcanic eruptions“. Meðal aðalhöfunda rannsóknarinnar er Þorvaldur Þórðarson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands.

Rannsóknin hverfist um svokallaðar móðuagnir (e. aerosols) í andrúmsloftinu og samspil þeirra við myndun skýja á himninum. Agnirnar, sem eru ýmist þurrar eða votar, gegna mikilvægu hlutverki við að ákvarða eiginleika skýja en þau myndast þegar vatnsgufa í andrúmsloftinu þéttist um agnirnar. Vísindamönnum hefur lengi verið kunnugt um þetta sampil móðuagna og skýja og þekkt er að agnirnar gegna mikilvægu hlutverki í loftslagi en hins vegar hefur ekki legið nákvæmlega fyrir hversu mikil áhrif agnanna eru á skýjafar.

Móðuagnirnar geta verið af ýmsum toga, þar á meðal úr brennisteini sem rekja má til iðnaðarstarfsemi í löndum heimsins. Náttúrulegar uppsprettur brennisteinsmóðuagna eru einnig fyrir hendi. Þær geta t.d. myndast þegar brennisteinsdíoxíð streymir frá eldgosum.

Einstakt tækifæri til að varpa skýrara ljósi á þetta samband móðuagna í andrúmsloftinu við myndun skýja kom upp í hendurnar á alþjóðlegum hópi vísindamanna þegar eldgos hófst í Holuhrauni síðsumars 2014. Eins og kunnugt er stóð gosið í um sex mánuði og reyndist stærsta eldgos hér á landi frá Skaftáreldum árið 1783-1784. Þá reyndist útstreymi brennisteinsdíoxíðs í gosinu meira sem samanlagt útstreymi lofttegundarinnar af mannavöldum í öllum Evrópusambandslöndunum 28 á einu ári. 

Holuhraun náttúruleg tilraunastofa

Gosinu fylgdi gríðarlegt magn brennisteinsmóðuagna sem dreifðust yfir Norður-Atlantshafið. Því má segja að hér hafi verið um náttúrulega tilraun að ræða þar sem vísindamenn gátu fylgst afar náið með samspili agnanna og myndunar skýja á gossvæðinu. Til þess notuðu þeir nýjustu loftslagslíkön ásamt gervihnattagögnum frá bæði Geimferðastofnun Bandaríkjanna – NASA og Université libre de Bruxelles í Belgíu.

Í ljós kom, eins og vísindamennirnir bjuggust við, að brennisteinsmóðuagnirnar stuðluðu að því að vatnsdropar í skýjunum minnkuðu en það leiddi til þess að skýin urðu bjartari. Við þetta varpaðist meira af sólarljósi aftur út í geim sem aftur dregur úr hita í andrúmsloftinu.

Rannsóknirnar, sem sagt er frá í Nature, leiddu hins vegar þær óvæntu niðurstöður í ljós að móðuagnirnar frá gosinu höfðu lítil greinanleg áhrif á aðra eiginleika skýja, svo sem á magn vatns í skýjunum. Þetta telja vísindamenn benda til þess að skýjakerfi hafi nokkurs konar innbyggða „stuðpúða“ til að takast á við breytingar á magni móðuagna í andrúmsloftinu. 

Með því að yfirfæra þessar niðurstöður á útstreymi brennisteinsagna frá iðnaði telja vísindamenn að draga megi enn frekar úr óvissuþáttum í spálíkönum vegna loftslagsbreytinga. Rannsóknin varpi með öðrum orðum nýju ljósi á þátt móðuagna í loftslagsbreytingum. Niðurstöðurnar hafi í för með sér að útiloka megi ákveðin loftslagslíkön, sem notuð hafa verið, og um leið spá betur fyrir um loftslagsbreytingar en áður.

Að rannsókninni stendur fjöldi vísindamanna frá háskólum og rannsóknastofnunum í fjölmörgum Evrópulöndum og Bandaríkjunum en hópur við Exeter-háskóla í Bretlandi hafði forystu um hana. Sem fyrr segir er Þorvaldur Þórðarson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands, meðal aðstandenda rannsóknarinnar. Hann segir niðurstöðurnar afar þýðingarmiklar. 

„Eldgosið í Holuhrauni 2014-15 er eitt af þremur gosum frá sömu gosprungu á síðustu 225 árum. Fyrsta gosið var 1797, annað um 1867 og það þriðja, sem er stærst, var gosið 2014-2015. Þetta gos markar tímamót fyrir rannsóknir á áhrifum eldgosamengunar á neðra veðrahvolfið, sem eru lægstu 5 km andrúmsloftsins, bæði hvað varðar magn og útbreiðslu móðunnar. Það færir okkur líka í hendur leiðir til þess að meta með nákvæmari hætti hvaða áhrif brennisteinsmengun af mannavöldum hefur á andrúmsloftið,“ segir Þorvaldur.