Vulkanen Fagradalsfjall på Island började få utbrott igen på onsdagen efter åtta månaders sömn – hittills utan några negativa effekter på människor eller flygtrafik.

Utbrottet var väntat. Det är i ett seismiskt aktivt (obebodt) område och kom efter flera dagars jordbävningsaktivitet nära jordens yta. Det är svårt att säga hur länge det kommer att fortsätta, även om ett utbrott i samma område förra året varade i ungefär ett halvår.

Klimatförändringarna orsakar den omfattande uppvärmningen av vårt land, hav och atmosfär. Bortsett från detta har det också potential att öka vulkanaktiviteten, påverka storleken på utbrotten och förändra den "avkylningseffekt" som följer efter vulkanutbrott.

Alla dessa scenarier kan få långtgående konsekvenser. Ändå förstår vi inte helt vilken inverkan ett uppvärmande klimat kan ha på vulkanisk aktivitet.

Kalla vulkanområden

Låt oss först ta en titt på vulkaniska regioner täckta av is. Det finns en sedan länge etablerad koppling mellan den storskaliga issmältningen i aktiva vulkanområden och ökade utbrott.

Forskning om Islands vulkaniska system har identifierat en ökad aktivitetsperiod relaterad till den storskaliga issmältningen i slutet av den senaste istiden. De genomsnittliga utbrottshastigheterna visade sig vara upp till 100 gånger högre efter slutet av den senaste istiden, jämfört med den tidigare kallare istiden. Utbrotten var också mindre när istäcket var tjockare.

Men varför är det så? Tja, när glaciärer och inlandsisar smälter tas trycket från jordens yta och det sker förändringar i krafterna (spänningen) som verkar på stenar i skorpan och den övre manteln. Detta kan leda till att mer smält sten, eller "magma", produceras i manteln - vilket kan mata fler utbrott.

Förändringarna kan också påverka var och hur magma lagras i skorpan, och kan göra det lättare för magma att nå ytan.

Magmaproduktionen under Island ökar redan på grund av ett värmande klimat och smältande glaciärer.

Det intensiva askproducerande utbrottet från vulkanen Eyjafjallajökull på Island 2010 var resultatet av en explosiv interaktion mellan varm magma och kallt glaciärt smältvatten. Baserat på vad vi vet från det förflutna kan en ökning av Islands smältande is leda till större och mer frekventa vulkanutbrott.

Väderutlösta utbrott

Men hur är det med vulkaniska regioner som inte är täckta av is – kan dessa också påverkas av den globala uppvärmningen?

Eventuellt. Vi vet att klimatförändringarna ökar svårighetsgraden av stormar och andra väderhändelser i många delar av världen. Dessa väderhändelser kan utlösa fler vulkanutbrott.

Den 6 december 2021 orsakade ett utbrott vid en av Indonesiens mest aktiva vulkaner, Mount Semeru, askfall, pyroklastiska flöden och vulkaniska lerflöden (kallade "lahars") som krävde minst 50 människors liv.

Lokala myndigheter hade inte förväntat sig omfattningen av utbrottet. När det gäller orsaken sa de att flera dagar av kraftigt regn hade destabiliserat lavakupolen i vulkanens toppkrater. Detta ledde till att kupolen kollapsade, vilket minskade trycket på magman nedanför och utlöste ett utbrott.

Signaler om vulkanisk oro erhålls vanligtvis från förändringar i vulkaniska system (som jordbävningsaktivitet), förändringar i gasutsläpp från vulkanen eller små förändringar i vulkanens form (som kan upptäckas genom markbaserad eller satellitövervakning).

Att förutsäga utbrott är redan en oerhört komplex uppgift. Det kommer att bli ännu svårare när vi börjar ta hänsyn till risker från hårt väder som kan destabilisera delar av en vulkan.

Vissa forskare misstänker att ökad nederbörd ledde till det skadliga Kīlauea-utbrottet 2018 på Hawaii. Detta föregicks av månader av kraftiga regn, som infiltrerade jorden och ökade underjordiskt vattentryck i den porösa stenen. De tror att detta kunde ha försvagat och spräckt berget, vilket underlättat förflyttningen av magma och utlöst utbrottet.

Men andra experter håller inte med och säger att det inte finns någon väsentlig koppling mellan nederbördshändelser och utbrott vid vulkanen Kilauea.

Regninfluerad vulkanism har också föreslagits vid andra vulkaner runt om i världen, som vulkanen Soufrière Hills i Karibien och Piton de la Fournaise på ön Réunion i Indiska oceanen.

Ändringar av "kylningseffekten"

Det finns ett annat lager som vi inte kan ignorera när det gäller att bedöma den potentiella kopplingen mellan klimatförändringar och vulkanisk aktivitet. Det vill säga:vulkaner själva kan påverka klimatet.

Ett utbrott kan leda till avkylning eller uppvärmning, beroende på vulkanens geografiska läge, mängden och sammansättningen av aska och gas som bröt ut och hur högt plymen når upp i atmosfären.

Vulkaninjektioner som var rika på svaveldioxidgas har haft den starkaste klimatpåverkan som registrerats i historisk tid. Svaveldioxid kondenserar så småningom för att bilda sulfataerosoler i stratosfären - och dessa aerosoler minskar hur mycket värme som når jordens yta, vilket orsakar avkylning.

När klimatet värms upp visar forskning att detta kommer att förändra hur vulkaniska gaser interagerar med atmosfären. Viktigt är att resultatet inte blir detsamma för alla utbrott. Vissa scenarier visar att små till medelstora utbrott i en varmare atmosfär kan minska den kylande effekten av vulkanplymer med upp till 75 %.

Dessa scenarier antar att "tropopausen" (gränsen mellan troposfären och stratosfären) kommer att öka i höjd när atmosfären värms upp. Men eftersom vulkanens utbrottspelare kommer att förbli densamma, är det mindre sannolikt att plymen som bär svaveldioxid når den övre atmosfären – där den skulle ha störst klimatpåverkan.

Å andra sidan kan kraftigare men mindre frekventa vulkanutbrott leda till större kylande effekt. Det beror på att när atmosfären blir varmare förutspås plymer av aska och gas som släpps ut från kraftiga utbrott stiga högre upp i atmosfären och spridas snabbt från tropikerna till högre breddgrader.

En nyligen genomförd studie har föreslagit att det stora vulkanutbrottet Hunga Tonga-Hunga Ha'apai i januari kan bidra till den globala uppvärmningen genom att pumpa enorma mängder vattenånga (en växthusgas) in i stratosfären. + Utforska vidare

Klimatförändringar gör vissa vulkanplymer mindre effektiva för att sänka de globala temperaturerna

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.