Szacuje się, że w najbliższych latach wulkany Islandii wejdą w fazę zwiększonej aktywności, co oznacza, że można się będzie spodziewać nawet ponad 10 wybuchów na 40 lat! Sytuacja geologiczna na Islandii od zawsze jest dynamiczna.
Co roku z powodu wypływu świeżych porcji magmy wyspa zwiększa swoją powierzchnię! – opowiada Tomasz Bieńko z Koła Młodych Geologów na Wydziale Geologii UW, uczestnik konferencji „Islandia: geografia, kultura, społeczeństwo”, na której zaprezentował temat „Historia zapisana w kryształach budujących skały wulkaniczne Islandii – procesy wulkaniczne w aktywnej strefie ryftu”. W rozmowie z nami wyjaśnił, jak fascynującym miejscem z perspektywy nauk o Ziemi jest Islandia.
Jesteś młodym geologiem, Islandia szczególnie zainteresowała Cię jako obiekt naukowy?
Dla osoby zafascynowanej geologią Islandia ma szczególne znaczenie. Wyróżnia się na mapie geologicznej świata, ponieważ leży na granicy dwóch płyt tektonicznych. Zachodnia część wyspy należy do płyty północnoamerykańskiej, wschodnia do euroazjatyckiej. Granica pomiędzy nimi przebiega wzdłuż wyspy i jest głęboką wyrwą w skorupie ziemskiej. Na Islandii można obserwować procesy, które kształtują powierzchnie Ziemi od setek milionów lat. Wiele obserwacji poczynionych na tym terenie zostało wykorzystanych do opracowania kluczowych dla nauk o Ziemi teorii. Chodzi o przełomową teorię tektoniki płyt Alfreda Wegenera, a także opisany na jej podstawie cykl Wilsona.
Czy poszczególne części wyspy różnią się od siebie pod względem tworzących je skał?
Pod względem budulca obie części wyspy – wschodnia i zachodnia – niewiele się od siebie różnią. Generalnie obowiązuje zasada, że im dalej od doliny ryftowej (np. słynna Thingvellir), tym skały wulkaniczne budujące wyspę będą starsze. Najmłodsze należą do grupy skał powstałych w czasach historycznych, czyli od czasu dokumentowania ich powstawania, powstały w X wieku lub później. Najstarsze skały znajdowane na powierzchni wydatowano na około 3.3 miliona lat. Opisane skały wylewne tworzą ciągłe sekwencje. Granice pomiędzy tymi sekwencjami przebiegają równolegle do obecnej strefy ryftu, co oznacza, że „rozszerzanie się” wyspy przebiega od milionów lat w tym samym kierunku.
Znajdowane są na wyspie także obszary zbudowane z bardziej wyewoluowanych skał magmowych. Powszechnie spotyka się naprzemianległe warstwy skał bazaltowych i bardziej zasobnych w krzemionkę osadów piroklastycznych. Ingimbryty (magmowe skały wylewne) na przykład w przypadku wielu wulkanów mogą stanowić objętościowo połowę budulca – można wówczas mówić o stratowulkanach, czyli stożkach, z których wydobywa się naprzemiennie stop bazaltowy i kwaśny materiał ziarnisty. Szacunkowo skały genetycznie dojrzalsze od bazaltów mogą stanowić nawet 10% powierzchni wyspy. Nie oznacza to, że skały te mają inną genezę niż bazalty – to także są skały wulkaniczne. Od bazaltów różnią się składem chemicznym i mineralnym, jednak w wielu przypadkach mają identyczne pochodzenie (tę samą magmę macierzystą). Różnica tkwi w procesach geologicznych, jakim oba typy stopów były poddane przed erupcją.
Jakie typy wulkanów przeważają na Islandii?
Na Islandii dominują wulkany tarczowe i szczelinowe, które są charakterystyczne dla dywergentnych granic pomiędzy płytami litosfery. Do wulkanów tarczowych zaliczyć można m.in. Eyjafjöll, z kolei typowym przykładem wulkanu szczelinowego jest Laki. Ponieważ jednak przyroda nie lubi uogólnień, znajdziemy na Islandii także stratowulkany – najaktywniejszą Heklę czy Tindfjallajökull. Kaldera stratowulkanu Askja na przykład wypełniona jest wodą, tworząc najgłębsze, 220-metrowe, jezioro na wyspie.
Mógłbyś spróbować ogólnie opisać, jak wygląda aktywność wulkaniczna wyspy?
Od początku obserwacji aktywności wulkanicznej Islandii notuje się zmienną częstotliwość erupcji. Według danych historycznych, których gromadzenie zaczęto już w X wieku, na Islandii w ciągu dekady dochodzi do kilku znacznych erupcji. Wiele z nich to nie pojedyncze wydarzenia, lecz trwające nieprzerwanie przez miesiące lub nawet lata wypływy lawy i emisje składników gazowych do atmosfery. Na wyspie wulkanolodzy poznali dobrze 130 stożków wulkanicznych zlokalizowanych wzdłuż granicy płyt tektonicznych. Aktywność 18 z nich notowano od X wieku do dziś. Na podstawie zabranych przez stulecia danych nie można jednak przewidzieć dokładnie częstotliwości występowania groźnych erupcji. Drobne, raczej niegroźne wypływy magmy, zdarzają się na tym obszarze kilka razy do roku i są raczej spektakularną ciekawostką turystyczną niż realnym zagrożeniem dla mieszkańców wyspy. Podczas takiego zdarzenia płynne masy skalne poruszają się wystarczająco wolno, aby człowiek mógł uciec. Tempem spacerowym. Podobne procesy zachodzą regularnie na Hawajach chociaż maja trochę inna genezę. Jeśli chodzi o gwałtowniejsze erupcje, na Islandii zdarzają się wybuchy wulkanów pod czapami lodowymi. W przypadku takich zdarzeń zwykle łagodne procesy mogą przekształcić się w dość eksplozywne, podczas których z krateru wulkanicznego wyrzucane są na duża odległość fragmenty skał (bomb wulkanicznych). Powstają wówczas również większe ilości pyłów.
Według wielu naukowców aktywność wulkaniczna na wyspie może zostać opisana za pomocą cykli trwających 60 – 80 lat. Zespół kierowany przez Thoryaldura Thordarsona szacuje, że w najbliższych latach wulkany Islandii wejdą w fazę zwiększonej aktywności, co oznacza, że można się będzie spodziewać nawet ponad 10 wybuchów na 40 lat. Wraz ze wzrastającą aktywnością wulkanów nasilają się trzęsienia ziemi.
Żeby dokładniej poznać aktywność sejsmiczną i wulkaniczną Islandii, polecam odwiedzić stronę internetową islandzkiej służby geologicznej, jak również zajrzeć na, moim zdaniem bardzo ciekawy, blog www.jonfr.com. W ciągu ostatniego miesiąca, według wymienionych źródeł, doszło na wyspie do kilku trzęsień ziemi w strefach aktywnych wulkanów. Nie jest to niczym wyjątkowym lub groźnym – takie są realia życia na styku płyt tektonicznych!
Powiedziałeś, że większość islandzkich erupcji charakteryzuje się mała gwałtownością. W historii wyspy były wyjątki od tej reguły…
Wszyscy pamiętamy wulkan Eyjafjallajkull, który w 2010 roku wyrzucając do atmosfery miliony ton pyłów, sparaliżował ruch lotniczy nad Islandią i znaczną częścią Europy Zachodniej. Poważniejsza sytuacja miała miejsce w latach 1783-1784, kiedy za sprawą wybuchu wulkanu Laki. Mogło wtedy zginąć nawet 25% mieszkańców wyspy. Ta katastrofalna erupcja przyczyniła się według wielu naukowców do zmian klimatu na Ziemi, powodując rekordowe susze w Indiach, problemy ze wzrostem roślin w dolinie Nilu i na półwyspie Arabskim. Zaskakującą skalę tego wydarzenia może potwierdzić fakt, że ilość wytworzonego przez Laki dwutlenku siarki przewyższyła wielokrotnie roczną produkcję tego gazu cieplarnianego przez wszystkie kraje Europy w 2006 roku. Opis tego przerażającego wydarzenia został stworzony przez naocznych świadków wybuchu – Thorvaldura Thoroddsena, Wilhelma Preyera i Ferdynanda Zierkelema w książce „Podróż do Islandii”.
Wspomniałeś o wybuchach pod czapami lodowymi (np. wulkan Grimsvotn pod lodowcem Vatnajokull regularnie daje o sobie znać), co się dzieje w przypadku takiego rodzaju wybuchu? Podobno powstają niesamowite jaskinie.
Grimsvotn, o którym wspomniałaś, jest uznawany w istocie za najbardziej aktywny wulkan Islandii. Szacuje się, ze jest odpowiedzialny za produkcje 30% ław bazaltowych powstałych na wyspie od 500 lat.
Generalnie wulkany Islandii są wystarczająco wysokie, aby mogły powstać na ich szczytach lodowce. Są to sporych rozmiarów połacie lodu przykrywające górne partie wzniesień. Oczywiście w trakcie wypływu lawy, ale także podczas ekshalacji (wyrzutów gazów wulkanicznych), może dojść do topienia tego lodu. Wówczas dnem dolin mogą przemieszczać się zabójcze lahary – spływy drobnego materiału piroklastycznego. Woda podczas takich spływów może przemieszczać się kilkadziesiąt kilometrów na godzinę, niszcząc praktycznie wszystko na swojej drodze. Z jednej strony topienie się wielkich mas lodu stanowi zagrożenie dla miejscowej ludności. Z drugiej strony powstają wspomniane cudowne jaskinie lodowe, jak np. ta pod lodem Vatnajökull. Często erupcje pod lodowcem są znacznie groźniejsze od zwykłych wylewów magmy, ponieważ generują gigantyczne ilości wody, która może zalać całe miasta (jak to miało miejsce w roku 1783). Efekty tej katastrofy naturalnej można oglądać do dziś. Przykładem mogą być ogromnych rozmiarów stożki złożone z materiału piaszczystego i żwiru powszechne na południowych wybrzeżach wyspy. Takie osady wulkaniczne tworzą płaskie pola, na których rozsiane są pojedyncze głazy – specyficzny, dość nieprzyjazny krajobraz.
Jak Islandia może zmienić się za powiedzmy 100 lat, biorąc pod uwagę obecne procesy zachodzące na wyspie, np. rozciąganie podłoża?
W branży geologicznej do opisu procesów w skali regionalnej rzadko stosuje się przedziałów czasowych rzędu setek lat. Chodzi raczej o miliony lat. Nie zmienia to faktu, że sytuacja geologiczna na Islandii jest dynamiczna. Co roku z powodu wypływu świeżych porcji magmy wyspa zwiększa swoją powierzchnię! Zmieniają się też zasięgi lodowców na wyspie ze względu na erupcje zachodzące pod warstwą lodu i śniegu. Patrząc na dotychczasową historię wyspy, nie są to (z wyjątkiem dwóch – trzech) na szczęście zdarzenia mogące realnie decydować o życiu lub śmierci Islandczyków.
Skoro mowa o zagrożeniu mieszkańców, jak wygląda przewidywanie erupcji wulkanu? Jeszcze latem w internecie kilkukrotnie pojawiały się informacje o takim zagrożeniu, np. ze strony największego wulkanu na wyspie Katli. Przewijały się także nagłówki „Hekla gotowa do wybuchu”. Przypomnijmy, że to wulkan na tyle niebezpieczny, ze w literaturze średniowiecza nazywany był wręcz „wrotami piekieł”.
Islandia tak samo jak inne kraje zagrożone trzęsieniami ziemi i erupcjami wulkanicznymi posiada dobrze zorganizowany system monitoringu. Liderami w tej dziedzinie od lat są Japończycy i Amerykanie. W krajach tych już wiele lat temu udało się dostrzec powiązanie miedzy wstrząsami ziemi, a wzbierającą na sile aktywnością wulkaniczną. Zazwyczaj przed groźniejszym wydarzeniem erupcyjnym dochodzi do wielu drobnych wstrząsów, których hipocentra znajdują się w niewielkiej odległości od komór magmowych lub na trasie migracji magm. Są to wówczas trzęsienia o magnitudzie 1- 3 w skali Richtera (mało odczuwalne) i powodowane przez przemieszczające się ku powierzchni upłynnione skały. Może zajść również sytuacja, gdy trzęsienie ziemi inicjuje procesy wulkaniczne. W obu przypadkach czas na reakcje jest krótki – rzędu dziesiątek minut. Od czasu kiedy zaczęto mierzyć aktywność Hekli, czyli lat 60., erupcję udawało się przewidzieć niecałą godzinę wcześniej. Nie ma jednak dwóch takich samych erupcji wulkanicznych, a wulkanolodzy prawdopodobnie nie widzieli jeszcze wszystkiego, co może zafundować nam Islandia. W związku z tym spekulacje dotyczące nadchodzących erupcji Hekli czy Katli odłóżmy na bok.
Co poradziłbyś szczególnie zobaczyć na wyspie turystom , którzy chcą poznać wyjątkowość tamtejszych form geologicznych? Oczywiście oprócz doliny ryftowej w Þingvellir.
Islandia sama w sobie jest już dużą atrakcją dla geologa turysty. Osoba zainteresowana geologią, odwiedzając Islandię może mieć wrażenie przetłoczenia ilością atrakcji. Przede wszystkim kraj zbudowany jest w ponad 90% ze skał wulkanicznych, które w wielu miejscach są znakomicie eksponowane. Przykładem może być wodospad Svartifoss w Parku Narodowym Skaftafell (cześć obszaru chronionego Vatnajokull), zlokalizowany na podręcznikami wykształconych słupach bazaltowych. Takie formy spotykane są w wielu miejscach na ziemi, na przykład w słynnej szkockiej drodze olbrzymów, jednak w Svartifoss prezentują się one wyjątkowo. Ciekawa może być wycieczka do jaskiń wulkanicznych. Lofthellir warto odwiedzić ze względu na cudowne formy lodowe. W jaskini Vatnshllir można ujrzeć struktury powstające w skałach magmowych podczas wypływu lawy. Doświadczonego turysty nie trzeba będzie namawiać do eksploracji lodowych jaskiń i tuneli lodowych Kverkfjoll. Organizowane są także wycieczki do wnętrz islandzkich wulkanów , np. Thrihnukagigur można zwiedzić od środka. Z kolei w okolicach masywu wulkanu Hekla możemy poczuć się jak na księżycu. Nie muszę reklamować znanych pół geotermalnych Gejsir, Blue Lagoon czy Jarobodin…
Kiedy zwiedzałam Islandię przyszła mi do głowy myśl, że wybuchy wulkanów – katastrofa z punktu widzenia ludzi, dramat mieszkańców zmuszonych do przesiedlenia przeradzają się potem w cuda natury przyciągające turystów, np. czarna plaża we wsi Vik. Co najpiękniejszego według Ciebie zyskuje krajobraz po latach od wybuchu wulkanu?
Formy skalne utworzone podczas wybuchów wulkanicznych mogą być przepiękne. Najbardziej znane są oczywiście wspomniane słupy bazaltowe zdobiące wodospady. Moim zdaniem jednak najciekawsze jest obserwowanie, o ile to możliwe, samej erupcji. Na Islandii nie jest to fikcją. Osobiście miałem okazję oglądać wybuch wulkanu Strombolii podczas wyprawy Koła Młodych Geologów na Wyspy Liparyjskie. I mimo, że archipelag ten jest rajem dla wulkanologa, to lawa buchająca ze stożka Stromboli zawsze będzie moim najbardziej wyjątkowym wspomnieniem z tej podróży, szczególnie, że oglądałem tę scenę w środku nocy! Eyjafjallajökull w porównaniu ze Stromboli to potężny wulkan, bardziej niebezpieczny ze względu na swoje położenie pod powierzchnią lodu, jednak uważam, że obserwacja jego erupcji ze znacznej odległości byłaby czymś szczególnym.
A jak nauka może wzbogacić się na badaniach po wybuchu wulkanu?
Erupcje wulkaniczne dostarczają na powierzenie materiał skalny pochodzący z niedostępnych nam na co dzień głębokości. Wulkany są więc źródłem cennych informacji na temat warunków panujących w skorupie ziemskiej – temperatury, ciśnienia, zawartości takich składników jak para wodna czy dwutlenek węgla. Z obszarami wulkanicznymi związane są cenne surowce mineralne – na przykład porfirowe złoża miedzi i innych metali występujące m.in. wzdłuż wulkanicznego pasa w chilijskich i argentyńskich Andach. Obserwacje erupcji wulkanicznych z pewnością przyczyniają się również do poprawy bezpieczeństwa na obszarach zagrożonych takimi wybuchami. Dla wielu zapaleńców wulkany są miejscem występowania ciekawych minerałów, również tych jeszcze nieodkrytych.