Sprengigosið sem varð í eldfjallinu Hunga Tonga–Hunga Ha‘apai á eyjunni Tonga í Kyrrahafi í byrjun árs er það stærsta sem orðið hefur frá árinu 1991. Það ár varð öflugt gos í eldfjallinu Pinatubo á Filippseyjum.
Aska frá Tonga-gosinu féll í hundruð kílómetra fjarlægð og hafði áhrif á innviði, landbúnað og fiskistofna. Sæstrengir fóru í sundur svo fjarskipti eyjaskeggja við umheiminn rofnuðu í nokkra daga. Skemmdirnar sem af hlutust jafnast á við um 18,5 prósent af landsframleiðslu Tonga. Flóðbylgjur sem fylgdu gosinu náðu að ströndum Japan og landa í Suður- og Norður-Ameríku.
Sem betur fer stóð gosið aðeins í um ellefu klukkustundir. Hefði það varað lengur með tilheyrandi öskufalli og gaslosun – svo ekki sé talað um ef það hefði orðið á þéttbýlli stað – hefði það raskað öllum framleiðslukeðjum alþjóðahagkerfisins verulega, haft gríðarleg áhrif á loftslag og ógnað fæðuöryggi. Undir slíkt hamfaragos er heimsbyggðin illa undirbúin.
Þetta er meðal þess sem fram kemur í nýrri grein í vísindatímaritinu Nature sem Michael Cassidy, prófessor í eldfjallafræði við Háskólann í Birmingham, og Lana Mani, rannsóknardósent við Cambridge-háskóla í áhættugreiningum, rita.
Í grein sinni fjalla þau ítarlega um eldgosið og afleiðingar þess, sem og spár um næstu sprengigos. Tonga-gosið ætti að vekja alla til umhugsunar, segja þau. Rannsóknir úr borkjörnum jökla sýni að líkurnar á gosi á þessari öld sem væri 10-100 sinnum stærra en það sem varð á Tonga séu 1 á móti 62. Sagan segi okkur að eldgos af þeirri stærðargráðu hafi valdið gríðarlegum breytingum á loftslagi, kollvarpað menningarheimum og markað upphaf heimsfaraldra sjúkdóma.
Þrátt fyrir það, skrifa vísindamennirnir, hefur lítið verið rannsakað hvaða áhrif slíkt hamfaragos gæti haft í dag. Ljóst þyki hins vegar að það myndi setja margt í okkar samfélögum úr skorðum, að það gæti ógnað alþjóðaviðskiptum, matvælaframleiðslu, orkuvinnslu, fjarskiptum og öðru sem heldur hinum alþjóðavædda heimi gangandi.
Mun meiri líkur á hamfaragosi en árekstri loftsteins
Það kann að koma á óvart, miðað við almennan fréttaflutning, að líkurnar á risaeldgosi eru mörg hundruð sinnum meiri á næstu hundrað árum heldur en að loftsteinn skelli á jörðinni. Umhverfisáhrifin gætu orðið svipuð af þessum tveimur atburðum en áætlanir um viðbragðsáætlanir við þeim eru hins vegar, skrifa vísindamennirnir í Nature, gjörólíkar.
Hundruðum milljóna Bandaríkjadala sé árlega varið til undirbúnings varna jarðarinnar fyrir mögulegum árekstri við eitthvað utan úr geimnum. Fjölmargar stofnanir víða um heim vinni saman að slíkum vörnum. NASA vinnur t.d. að verkefni sem miðar að því að finna leiðir til að stýra loftsteinum frá jörðinni, breyta stefnu þeirra, skyldu þeir nálgast hana. Þetta er rándýrt verkefni sem tilraunir verða gerðar með nú í haust. Þær einar munu kosta um 300 milljónir dala.
Hins vegar fer lítið sem ekkert fyrir samhentum aðgerðum stofnanna til að undirbúa viðbrögð við hamfaragosi, skrifa Cassidy og Mani.
Menn hafa lengi vitað af hamfaragosum fortíðar. Ummerki eftir þau sum hver eru sýnileg og sögur af áhrifum þeirra hafa geymst í hundruð ára. En aðeins nýlega hafa líkurnar á slíkum gosum í nánustu framtíð verið reiknaðar með bestu vísindalegu aðferðum sem völ er á í dag.
Sveilfur í magni súlfats eru taldar góður mælikvarði til að varpa ljósi á tíðni risagosa á jörðinni hingað til. Í stórum eldgosum kemst brennisteinstvíoxíðið upp í heiðhvolfið þar sem það getur breyst í súlfat-úða (e. Sulfate aerosol) sem hindrar innkomu sólarljóss til jarðar og hefur því kælandi áhrif á loftslag.
Um hundrað gos haft mikil áhrif á loftslag jarðar
Í fyrra rannsökuðu vísindamenn borkjarna úr ís frá báðum pólunum. Í kjarna úr Grænlandsjökli fundust vísbendingar um 1.113 eldgos og í borkjarna frá Suðurskautslandinu fundust ummerki um 737 gos. Þessi gos áttu sér stað fyrir 9.000-60 þúsund árum.
Af þessum gosum er talið að 97 hafi að öllum líkindum haft mjög mikil áhrif á loftslag. Niðurstaða rannsóknarinnar var sú að hamfaragos, um 10-100 sinnum stærra en Tonga-gosið, eigi sér að meðaltali stað á um 625 ára fresti. Þetta er algengari viðburður en haldið hefur verið fram til þessa.
Síðasta hamfaragosið af þessari stærðargráðu varð í fjallinu Tambora í Indónesíu árið 1815. Talið er að um 100 þúsund manns hafi látist, ýmist vegna flóðbylgja, hraunflæðis eða öskufalls. Gosið hafði þau áhrif að meðalhiti á jörðinni lækkaði um 1 gráðu. Ár án sumars, eins og það var kallað, fylgdi. Uppskerubrestur varð í Evrópu og Bandaríkjunum. Hungur varð útbreitt og átök brutust út. Þá skullu um þetta leyti á sjúkdómsfaraldrar.
Þekkt er líka að Skaftáreldar, sem urðu í Lakagígum á árunum 1783-1785, ollu breytingum á veðri og gætti áhrifanna víða um heim.
Margt breyst en sumt til hins verra
Vissulega er mun betur fylgst með eldfjöllum nú en þegar þessi tvö stórgos urðu. Eldfjallafræðin er gjörbreytt vegna aukinnar þekkingar og meiri sérfræðikunnáttu þúsunda manna víðs vegar um heiminn, m.a. hér á Íslandi. Almenningur er jafnan upplýstari um mögulegar náttúruhamfarir en áður og auðvelt er, eins og við Íslendingar þekkjum vel, að koma varúðarorðum til fólks í gegnum allra handa fjarskiptatæki, sé þeim til að dreifa. Þá er fæðuöryggi sannarlega betur tryggt í dag en það var fyrir 200 árum þótt stríðið í Úkraínu hafi sýnt að það er viðkvæmara en flesta grunar. Þá er heilbrigðisþjónusta auðvitað mun betri en hún var í síðasta hamfaragosi.
En að ýmsu leyti er staðan verri nú en hún var fyrir tveimur öldum, skrifa Cassidy og Mani í Nature. Sem dæmi þá séu loftslagsbreytingar af mannavöldum þegar farnar að hafa áhrif, m.a. á loft- og hafstrauma. Þetta gæti, að mati vísindamanna, haft margvíslegar afleiðingar. Ein er sú að ef risastórt eldgos yrði í hitabeltinu gæti loftslag kólnað hratt, um allt að 60 prósent á einni öld frá því sem það er í dag. Súlfat-úði sem verður til í heiðhvolfinu í stórum eldgosum gæti þannig unnið gegn hækkun hitastigs jarðar vegna loftslagsbreytinga en áhrif af slíku hamfaragosi á veðurfar yrðu líklega skyndileg og gríðarlega mikil og mismunandi á milli svæða.
Annað sem kann að gerast vegna loftslagsbreytinga af mannavöldum er að þar sem jöklar jarðar eru að bráðna hratt losnar farg af landi. Þegar fargið fer gætu eldgos orðið algengari.
Þá megi ekki gleyma því að jarðarbúar eru átta sinnum fleiri í dag en þeir voru við upphaf nítjándu aldar, skrifa vísindamennirnir. Viðskipti milli landa eru lykillinn að velmegun flestra ríkja og mun mikilvægari nú en nokkru sinni áður. Hamfarir á einum stað, líkt og stríðið í Úkraínu hefur sýnt, hafa áhrif um allan heim.
Þess vegna, segja vísindamennirnir í grein sinni, er bráðnauðsynlegt að gera áætlanir um viðbragð við slíkum hamförum. Þær þurfi að vinna í samvinnu stofnanna og vísindamanna um allan heim. Í þeim þurfi að vera eldgosaspár og til hvaða úrræða er hægt að grípa þegar stórt eldgos hefst á þessum stað jarðarkringlunnar eða hinum.
Greina hvaða jarðarbúar eru viðkvæmastir
Rannsóknir á borkjörnum sýndu að 1.300 eldfjöll hafa gosið á einhverjum tímapunkti á síðustu 10 þúsund árum. Það þýðir að þau eru skilgreind sem „virk eldfjöll“. Hins vegar gætu fleiri verið virk þótt engar upplýsingar finnist um þau í ís heimskautasvæðanna. Þekkt er svo að eldfjöll sem ekki hafa gosið í meira en 10 þúsund ár vakni af værum blundi. Þetta þarf að kanna ofan í kjölinn, að mati vísindamannanna, og kortleggja í þaula. Ráðast þurfi í miklu öflugri og ítarlegri rannsóknir á sagnfræðilegum og jarðfræðilegum gögnum. Gera þurfi kjarnaboranir á hafsbotni og í stöðuvötnum, sérstaklega á svæðum sem hafa lítið verið rannsökuð hingað til.
Einnig ætti að greina hvaða íbúar heimsins eru viðkvæmastir þegar kemur að náttúruhamförum á borð við eldgos. Gera þurfi úttektir á orkumálum, viðskiptum, innviðum og matvælaöryggi.
Svifasein gervitungl
Þá þurfi að vakta þekkt eldfjallasvæði, bæði utan úr geimnum og af jörðu niðri, mun betur að mati vísindamannanna. Gera margvíslegar mælingar og þróa áfram leiðir sem nota megi til að spá fyrir um hvort eldgos sé að hefjast.
Cassidy og Mani taka sem dæmi að þegar sprengigosið hófst á Tonga í janúar hafi liðið tólf klukkustundir þar til gervitungl Evrópusambandsins, Sentinel-1A, náði myndum af þeim breytingum sem orðið höfðu á eldfjallinu. Þá var gosinu raunar lokið. Þar sem alltof litlir fjármunir séu settir í rannsóknirnar og gervitungl stofnana ekki nógu vel útbúin, ekki nógu mörg og ekki nógu fljót í ferðum, þurfi vísindamenn oft að reiða sig á góðvild einkaaðila sem hafi gervitungl á sínum snærum.
„Í meira en tvo áratugi hafa eldfjallafræðingar kallað eftir því að gervitungl sem hefur það eina hlutverk að fylgjast með eldfjöllum, verði sett á loft,“ segir í greininni. Vissulega hefur framþróun orðið í eftirliti utan úr geimnum en mikið vanti enn upp á.
Vísindamennirnir hvetja til þess að rannsóknir á hvort og hvernig megi eyða eða fyrirbyggja að súlfat-úði myndist í heiðhvolfinu verði auknar til muna. „Slíkar rannsóknir gætu komið í veg fyrir eldgosa-vetra.“
Að hafa bein áhrif á hegðun eldfjalla gæti hljómað ógerlegt verkefni en það átti einnig við um það að breyta stefnu loftsteina líkt og verkefni NASA gengur út á, benda þau á.
Og þar kemur eldfjallaeyjan Ísland við sögu.
Árið 2024 stendur til að bora niður á bergkviku við Kröflu. Um er að ræða risastórt og fjárfrekt alþjóðlegt verkefni, Krafla Magma Testbed, sem vísindamenn frá að minnsta kosti níu löndum koma að. Koma á upp miðstöð langtímarannsókna til að auka skilning á jarðskorpunni og eldgosum. Í grein vísindamannanna í Nature segir að markmiðið sé m.a. að reyna að afla þekkingar um hvernig megi betur spá fyrir um eldgos. „Gera ætti einnig rannsóknir á því hvort mögulegt sé að hafa áhrif á kviku eða umhverfi hennar til að draga úr sprengikrafti eldgoss,“ skrifa þau.
„Mun mannkynið læra af eldgosinu á Tonga þar sem lá við hamförum eða mun stórt gos verða næsti stórviðburður á eftir heimsfaraldrinum sem mun koma aftan að okkur?“ spyrja þau Cassidy og Mani í lok greinar sinar. „Þetta verður að ræða ekki seinna en strax.“
