Nya vulkaniska ”eldar” på Island utlösta av lagring och smältning i skorpan

Den pågående vulkaniska episoden på Isländska Reykjaneshalvön förväntas pågå i århundraden framåt, och började med en ackumulering av magma precis under ytan. Det visar en ny studie av ett internationellt forskarteam av från USA, Island och Sverige, publicerad i tidskriften Nature.

Initialt antogs de senaste lavorna på Reykjaneshalvön ha brutit ut direkt från manteln, men geokemiska tecken visar att magman kommer från underjordisk smältning av jordskorpan som ett resultat av ”Fagradalsfjalleldarna” som startade 2021. Det upptäckte forskare i ett internationellt team från UC San Diegos Scripps Institution of Oceanography, institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet och Islands universitet i Reykjavik.

Provtagning i regelbundna tidsintervaller möjliggjorde en detaljerad tidsserieanalys av geokemiska signaler i de utbrutna lavorna. Dessa visar hur utbrottet till en början matades av magma som hade befunnit sig i skorpan under en längre tid, vilket motsäger den ursprungliga hypotesen att magman skulle ha stigit direkt från manteln. Resultaten publicerades av det internationella forskarteamet den 31 juli i tidskriften Nature.

Forskargruppen har studerat basaltiska lavor från andra aktuella vulkanutbrott utöver Island, såsom utbrottet 2021 av vulkanen Tajogaite på ön La Palma på Kanarieöarna, och utbrottet 2022 av Mauna Loa på Hawaii. Gruppen har hittat liknande ackumulering av magma under La Palma.

–Systematisk lavaprovtagning och efterföljande laboratorisk analys av förändringar i den kemiska sammansättningen hjälper för att tolka vad det är som matar vulkanen på djupet. Det är lite som att göra regelbundna mätningar av någons blod. I det här fallet är vulkanens ”blod” den smälta lavan som så spektakulärt kommer ut ur den, säger studiens försteförfattare James Day som är professor i geologi vid Scripps institut i San Diego.

Tidigare studier har föreslagit att Fagradalsfjallseldarna bröt ut utan interaktion med skorpan. Teamet använde den isotopiska sammansättningen av grundämnet osmium för att förstå processerna som skedde under vulkanen. Jorden kan delas upp i en serie lager där den djupaste delen är den metalliska kärnan, och de översta lagrena är atmosfären, havet och jordskorpan.

Alla människor lever på jordskorpan, som domineras av bergarter som exempelvis granit eller, som i de isländska lavorna, basalt. Mellan kärnan och skorpan finns den omfattande manteln. Det är i mantelskiktet som smältning av bergarter sker för att producera magma som matar vulkaner som de på Island. Osmium är en mycket värdefull metall, ungefär som platina eller palladium. Vad som är anmärkningsvärt med osmium är att en av dess isotoper produceras av det radiogena sönderfallet av en annan värdefull metall, rhenium. Grundämnena beter sig annorlunda under smältning och medan rhenium anrikas i jordskorpan, gör osmium inte det.

Teamet kunde visa att lavorna från 2021 var förorenade av jordskorpan, medan lavorna från 2022 inte var det. Forskarna drar därför slutsatsen att de tidigaste lavorna måste ha samlats i skorpan före utbrottet, medan senare utbrott använde vägar som redan existerande från tidigare lavor för att komma till ytan.

–Det verkar som om ”eldarna” på Island kommer att pågå en tid framåt, möjligen år, säger Valentin Troll, medförfattare till studien och huvudförfattare till en nyligen genomförd studie i Terra Nova, som undersökte magma-rörsystemet i Reykjanes vulkanområde.

Utbrotten på Reykjaneshalvön kommer nu sannolikt att fortsätta, och även om detta är förödande för människorna i den evakuerade staden Grindavik, kommer händelserna att ge upphov till viktig vetenskaplig information om hur lavafält byggs upp och hur magma vandrar från jordens inre till ytan.

Finansiering: Studien finansierades av National Science Foundation (USA), Vetenskapsrådet och Europeiska forskningsrådets synergibidrag ”RottnRock”.

För mer information:
Valentin Troll, professor vid Institutionen för geovetenskaper; Naturresurser och Hållbar utveckling, email: valentin.troll@geo.uu.se, tel: 018-471 25 70.

Publikation: Day et al., (2024) Deep crustal assimilation during the 2021 Fagradalsfjall Fires, Iceland, Nature, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07750-0, https://www.nature.com/articles/s41586-024-07750-0