Diepzeevulkanisme

In een vorige 'posting' berichtte ik over de controversiële hypothese van Ronald D. Voisin, dat vulkanische activiteit de motor achter klimaatverandering zou kunnen zijn. Voisin vermoedde in de kern van de aarde een enorme reactor. Vulkanisme is dan geen overblijfsel van “oude” warmte, maar het gevolg van een actieve inwendige hittebron. Voor de toetsing van zijn hypothese bepleitte Voisin vulkanisch onderzoek op de zeebodem.

Toeval of niet: onder de titel “vulkanisme op de oceaanbodem als klimaatklep” beschrijft geofysica Maya Tolstoy van het Earth Institute van de Columbia Universiteit het door Voisin bepleitte onderzoek. Deze week verschijnt haar studie in de Geophysical Research letters.

De oceaanbodem is bezaaid met duizenden vulkanen
Midden over het plaatje hierboven de “Midden Atlantische Richel”. Deze strekt zich uit over 60.000 km. en vormt de breuklijn van de enorme tektonische platen die 80% van de aardkorst uitmaken.
Jaarlijks stroomt hier 8 maal meer lava uit dan bij landvulkanen. Ook komt jaarlijks 88 miljoen ton CO2 vrij, zonder de temperatuurverlagende stofvorming die bij uitbarstingen op land horen.

Tot nu toe werd aangenomen, dat deze onderzeese vulkanen met zekere regelmaat uitbarsten en lava uitbraken, dus een min of meer constante factor zijn, zodat ze over de langere termijn geen invloed op het klimaat uitoefenen. Maar recente studie toont iets heel anders aan. De vulkanische activiteit pulseert namelijk sterk en wel in perioden variërend van twee weken tot 100.000 jaar.

In het verleden bestond voor sub–oceanisch vulkaanonderzoek weinig belangstelling, omdat het seismisch niveau van de uitbarstingen laag is. Onderzoek werd mogelijk door nieuwe hydro–akoestische meettechnieken. Tolstoy onderzocht

Tweewekelijkse cyclus
Vulkanische activiteit wordt onderdrukt door druk op de aardkorst. Dat kan door een ijslaag zijn of door een waterkolom, de oceaandiepte. Eens in de veertien dagen is het tij het laagst door samengaan van zon– en maanstand. Acht van de negen onderzochte vulkanen waren actief op “dood” tij van de tweewekelijkse modulatie.

Jaarlijkse cyclus
Alle uitbarstingen vonden plaats in de periode januari to juni. De aardbaan is altijd enigszins excentrisch. De kortste afstand tot de zon treedt op begin januari, de langste begin juli. In deze periode nemen de krachten op de aardkorst iets af. Vulkanische activiteit neemt toe bij slechts een geringe afname van die krachten.

100.000–jarige cyclus
De excentriciteit van de aardbaan varieert van vrijwel concentrisch (ca. 1000 km variatie) tot een variatie van 18 miljoen km. (0,06 excentriciteit). De afwisseling van deze banen heeft een periode van 100.000 jaar, de zg. Milankovitsch cyclus, wat ook de periode is van de ijstijden. Deze cyclus is dominant wat het klimaat op aarde betreft.

Een 85.000 jaar koude periode wordt plotseling afgewisseld met een warme periode van 15.000 jaar. Een excentrische baan levert meer wisseling van krachten op in de aardkorst. Dat leidt tot verhoogde vulkanische activiteit.

Tijdens ijstijden is de zeespiegel 100 meter lager dan in een warm interglaciaal. Momenteel doorloopt de aarde een concentrische baan (0,016 excentriciteit). De zeespiegel is hoog. Het onderzoek toont aan, dat momenteel inderdaad de vulkanische activiteit zeer laag is.

Samenvatting
De data van de studie beslaat 700.000 jaar en toont aan dat onderzeese activiteit van vulkanen samenhangt met de positie van de aarde in het zonnestelsel, dus met externe krachten die op de aardkorst inwerken.

Tijdens ijstijden is de baan het sterkst excentrisch en de zeespiegel het laagst. Dat stimuleert vulkanisme, waardoor veel CO2 vrijkomt waardoor opwarming inzet. Bij 50% toename van de vulkanische activiteit kan in een periode van 5000 jaar de CO2–concentratie met 100 ppm verhogen, alleen door vulkanische uitstoot. Wel zijn er lange reactietijden van oorzaak tot gevolg.

De afbeelding hierboven toont de excentriciteit van de aardbaan, CO2–concentratie en de oceaandiepte op een tijdschaal van 1000 jaar. EPR staat voor de onderzochte locatie: East Pacific Rise.

Op grond van deze studie moeten de klimaatmodellen worden aangepast.

Het oorspronkelijke artikel is hier te vinden.

Aldus David Dirkse.

Voor mijn eerdere DDS–bijdragen zie hier.