De unieke geologische oorsprong van het eiland maakt het tot een echt onderzoekscentrum
Thingvellir National Park is een van de must-see plekken in IJsland. Het is gelegen in het zuidwestelijke deel van het eiland, ongeveer 45 kilometer van de hoofdstad Reykjavik, en vormt samen met de Gullfoss-waterval en de Haukadalar-vallei met geisers de zogenaamde "Gouden Cirkel" - de meest populaire toeristische route in IJsland. Het werd het eerste beschermde gebied van het land, dat in 2004 door UNESCO werd erkend als het erfgoed van de mensheid.
De landschappen die in het park worden gepresenteerd, verbazen met hun diversiteit: scheuren, kloven, watervallen, rivieren, meren - een echt toevluchtsoord voor IJslanders. Hier werd in 930 het eerste parlement van Europa opgericht, en daar kun je ook met het blote oog zien hoe Europa zich ongeveer twee centimeter per jaar van Noord-Amerika verwijdert.
'Je kunt de ene voet op de Noord-Amerikaanse tektonische plaat zetten en de andere op de Euraziatische plaat en zeggen dat er een mid-oceanische rug is vlak onder je. Dit is niet vaak het geval”, zegt José Luis Fernández-Turiel, Fellow van de Spaanse Hoge Raad voor Wetenschappelijk Onderzoek en directeur van het Instituut voor Aardwetenschappen. Jaume Almery.
IJsland is over het algemeen een unieke plek, een planetaire anomalie. Het is gelegen op de Mid-Atlantische Rug, net boven de divergentie van de Noord-Amerikaanse en Euraziatische tektonische platen. In dergelijke gebieden, waar fragmenten bewegen en botsen die de lithosfeer vormen - de vaste oppervlaktelaag van onze planeet, ontsnapt halfgesmolten substantie - magma - vaak uit het binnenste van de aarde.
Als het op weg naar de oppervlakte een continentale plaat raakt, vormt zich een vulkaan; als de plaat oceanisch is, koelt het water het opkomende magma snel af en bevriest het. Hoewel er nieuw vast materiaal wordt gevormd, vormt het zelden nieuwe eilanden omdat het zich gelijkmatig over de oceanische korst verspreidt. Dit komt omdat, zoals Fernandez-Turiel uitlegt, “de snelheid waarmee de platen zich verspreiden te snel is om dit te veroorzaken. Zo'n groot vulkanisch eiland als IJsland is in deze zin een uitzondering, die mogelijk werd door de abnormaal grote magma-output."
Waarom zo'n hoeveelheid magma wordt gevormd, waardoor het eiland niet alleen in hoogte groeit, maar ook langs de omtrek, blijft een raadsel voor wetenschappers. Langs de hele oceaanrug is er nog maar één vergelijkbaar eiland tegenover de kust van Brazilië, maar veel kleiner. “Naast de unieke ligging van IJsland direct op de bergkam, moet er een andere factor zijn achter zo'n overvloedig magmatisme. Geofysici suggereren dat we het hebben over de zogenaamde "hotspot" - zegt de wetenschapper.
Hotspots worden gebieden met permanent vulkanisme genoemd, veroorzaakt door een thermische anomalie in sommige delen van de aardkorst, "zwakke aardkorstzones die de beweging van magmatische stromen naar de oppervlakte vergemakkelijken". Dergelijke punten zijn te vinden in verschillende delen van de aarde, ze komen boven hete mantelstromen of pluimen uit de kern van de planeet vanaf een diepte van bijna drieduizend kilometer.
Promotie video:
"Vulkanen die zich hebben gevormd boven hete plekken zoals IJsland, Hawaï of Samoa zijn buitengewoon interessant voor wetenschappers, omdat de samenstelling van lava erin anders is dan in vulkanen in andere delen van de wereldoceaan, waar nieuwe korst wordt gevormd op het punt van divergentie van tektonische platen", zegt in tijdens de videoconferentie Barbara Romanowicz, een onderzoeker aan de University of California in Berkeley en auteur van een studie die onlangs in Science is gepubliceerd. Ze concludeert dat er onder IJsland een gigantisch reservoir van gesmolten gesteente ligt, gevoed door de mantelpluim die het eiland vormde.
Om tot deze conclusie te komen, gebruikten geofysici seismische golven. Net als röntgenstralen vormen ze een aanvulling op het beeld van het ‘middelpunt van de aarde’, getekend door Jules Verne in zijn fantasieroman, dat de helden wilden bereiken via de krater van de IJslandse vulkaan Snfells. "We gebruikten een seismische tomografietechniek die sterk leek op de techniek die in de geneeskunde wordt gebruikt om de hersenen te zien", legt Romanovich uit. Wetenschappers hebben gegevens over aardbevingen verzameld van bijna 400 seismologische stations en hebben op basis daarvan de snelheid berekend van seismische golven die door verschillende delen van de aardkorst gaan. Vervolgens werden wiskundige modellen toegepast.
Op sommige punten tussen de mantel en de kern van de aarde op een diepte van 2900 km, werden ophopingen van halfgesmolten gesteente gevonden aan de basis van de pluimen. "In deze afwijkende gebieden reizen golven 10-30% langzamer", legt Romanovich uit. Dit komt door de temperatuur van de stof - hoe hoger deze is, hoe dichter de stof en hoe langzamer de snelheid van de seismische golf erin.
"Dit is raar. Er moet interactie zijn met de kern van de aarde, gemaakt van ijzer, en deze abnormale clusters voeden, wat de toename in dichtheid verklaart”, zegt geofysicus Jaume Pons, professor aan de afdeling Aardfysica aan de Universiteit van Barcelona. "IJsland bestaat uit mantelgesteenten die uit misschien wel de diepste lagen van de planeet komen", voegt Jordi Díaz van het Institute of Earth Sciences toe. Jaume Almery. "De vulkanen zijn als open ramen diep in de aarde."
Door pluimen aangedreven vulkanen zijn altijd een mysterie geweest voor de wetenschap die de platentektoniek bestudeert, merkt Pons op. Een goede gelegenheid om dichter bij het antwoord te komen deed zich voor in 1963 en 1967, toen de IJslanders getuige waren van de vorming van een nieuw eiland aan de zuidwestkust: Surtsey.
Het is ontstaan als gevolg van een reeks uitbarstingen van een onderwatervulkaan op een diepte van 130 meter. Ondanks het feit dat het gebied niet groter is dan 1,3 vierkante kilometer, is het een uniek ongerept territorium van de planeet, waartoe alleen wetenschappers toegang hebben. Sinds het begin van zijn vorming is het eiland onderwerp van onderzoek geweest, eerst door vulkanologen en geofysici, en daarna door biologen die het ontstaan van leven op een kale rots bestuderen.
De laatste werd deze zomer gelanceerd en, als alles volgens plan verloopt, zullen twee sondes worden neergelaten in het hart van het zwarte basalteiland tot een diepte van 200 meter om te bepalen hoe dergelijke vulkanische eilanden ontstaan, wanneer en hoe micro-organismen ze beginnen te bevolken en wat is de rol van de biosfeer van de diepe lagen van de korst bij het ontstaan van ecosystemen. Een van de sondes zal parallel aan de andere worden geplaatst, geïnstalleerd in 1979 op een diepte van 181 meter, om microbiële populaties te vergelijken en te zien hoe ze in die tijd zijn veranderd. Wetenschappers zullen ook de biogeografische evolutie van pasgeboren eilanden analyseren en de timing van hun kolonisatie door zeevogels bepalen. Een andere sonde zal onderzoeken hoe heet water door scheuren in de vulkanische kraters die het eiland hebben gemaakt sijpelt.
Kanalen voor beide sondes worden geboord in delen van de zeebodem die niet zijn aangetast door de uitbarstingen van de jaren 60, op een diepte van ongeveer 190 meter. Tegelijkertijd zijn wetenschappers van plan om meer te weten te komen over de structuur van de vulkaan, te zien hoe de lagen zich onder de zeebodem bevinden en hoe het mengsel van heet water en hydrothermale mineralen gevormd in het vulkanische gesteente hun porositeit vermindert, wat betekent dat het helpt om erosie te weerstaan. De resultaten van het onderzoek kunnen onder meer informatie opleveren voor ingenieurs die sterkere materialen ontwikkelen, zoals cement, waaruit containers voor radioactief afval worden gebouwd.
Een lied van ijs en vuur
Op 20 maart 2010 begon de uitbarsting van de Eyjafjallajokull-vulkaan in het zuiden van IJsland. Een paar weken later kwam een grote hoeveelheid vulkanische as, bestaande uit deeltjes van steen, glas en zand, vrij in de atmosfeer. De aswolk verspreidde zich over Europa, wat leidde tot de sluiting van het luchtruim vanwege de vrees dat het turbines en vliegtuigmotoren zou kunnen beschadigen. Ongeveer 100.000 vluchten werden geannuleerd, miljoenen passagiers werden getroffen en luchtvaartmaatschappijen leden enorme verliezen.
Dit was echter niet de eerste keer dat een vulkaanuitbarsting op een afgelegen eiland het Europese continent in chaos stortte. In 821 bereikte de Katla-vulkaan, een van de grootste en meest actieve van IJsland, het, ook in het zuidelijke deel van het eiland, dat nu slaapt onder een laag ijs van 700 meter dik.
Aan het begin van 820 had de uitbarsting invloed op het klimaat: de temperatuur in Europa daalde sterk, niet-ijskoude rivieren als de Seine, Donau of Rijn waren bedekt met ijs. De oogsten gingen verloren en de hongersnood begon in Europa.
Het is bekend dat vulkaanuitbarstingen periodes van sterke temperatuurdalingen kunnen veroorzaken. Dit is precies wat de wetenschappers van Cambridge University suggereerden toen ze dat donkere moment in de Europese geschiedenis onderzochten. Het overblijfselbos dat tijdens de overstroming werd ontdekt, stelde hen in staat om hun gok te bewijzen, de resultaten van hun werk worden gepubliceerd in het tijdschrift Geology.
In 2003 heeft een overstroming veroorzaakt door de overstroming van de rivier de Tverau een gebied van een oeroud berkenbos blootgelegd dat eeuwenlang onder een laag vulkanisch sedimentair gesteente was begraven. Hoewel er tegenwoordig praktisch geen bomen in IJsland zijn, was het eiland bedekt met bossen tot de kolonisatie van het eiland in de late 9e eeuw.
Wetenschappers analyseerden de boomringen van de overblijfselen van relictberken van het zogenaamde Drumbabot-bos om te bepalen wanneer de uitbarsting die het vernietigde, plaatsvond. Er werd vastgesteld dat dit gebeurde tussen de herfst van 822 en de lente van 823. Er werd ook een studie van ijs en as uitgevoerd en historici vergeleken de gegevens met archiefdocumenten. Het was dus mogelijk om de klimatologische omstandigheden van die tijd te herstellen en te bepalen wat Katla precies een lange winter naar Europa bracht.
Tijdens vulkaanuitbarstingen interageren deeltjes die samen met het hete gas dat uit de grond ontsnapt - voornamelijk zwaveldioxide-deeltjes - de atmosfeer in en vormen een aërosol die de zonnestralen niet naar de aarde laat vallen, wat een afkoelende breuk veroorzaakt.
Christina Saez (CRISTINA SÁEZ)
