Tutkijalta: Islanti saattaa toimia jälleen luonnonlaboratoriona

02.09.2014

Bardarbunga-tulivuoren aktivoituminen on herättänyt tutkijat ainutkertaisen mahdollisuuden äärellä. Maantieteen ja geologian laitoksen akatemiatutkija Petteri Alho kirjoittaa, että Islanti saattaa jälleen kerran toimia suuren muutoksen luonnonlaboratoriona.

​Vatnajökullin pohjoisreuna. Bardarbunga (2009 m mpy) sijaitsee kuvan oikealla laidalla. Kuvan etualalla jäätikköjoen tuomaa hienoa sedimenttiä ja laavakiviä. Vaaleat alueet kuvan tulvatasangolla ovat tulivuoren tephraa (Kuva: Petteri Alho 2007).  

​Uutisotsikot täyttyivät viime viikolla Vatnajökull-jäätikön alla purkautuvasta Bardarbunga-tulivuoren mahdollisista vaikutuksista lentoliikenteeseen. Tulivuoren tuhka voi levitä laajalle alueelle Pohjois-Atlanttia ja Euroopan pohjoisosia kuten tapahtui nelisen vuotta sitten Eyjafjallajökullin purkauksessa.

Itse Bardarbunga ei ehkä purkaudukaan, mutta Bardabungan viereen on muodostumassa pienempiä Kalderoita, joiden yläpuolelta jäätikkö on sulanut suuriksi railoksi. Nämä sulamisvedet virtaavat jäätiköltä tulvina (islanniksi jökulhlauppeina) ympäröiville alueille.

Vaikutukset tällaisessa jäätikön alla tapahtuvassa tulivuoren purkauksessa ovat paljon tuhkapilveä moninaisemmat. Tulivuoritoiminnan sulattama jäätikköjää tulvii vetenä jäätikön reunoilta sitä ympäröiville alueille. Nämä jäätikköjokitulvat ovat tyypillisesti virtausnopeudeltaan ja -voimiltaan erittäin voimakkaita verrattuna sateiden aiheuttamiin normaaleihin jokitulviin. Jäätikkötulvien virtausnopeus voi olla jopa kymmeniä metrejä sekunnissa ja vesisyvyys monia metrejä. Tällaiset virtausvoimat muokkaavat alueen geomorfologista maisemaa huomattavasti voimakkaammin ja laajemmin kuin normaalit tulvat jokivarsien tulvatasankoja.

 

 
***
 

 

Tutkin jo väitöskirjassani jäätikköjokitulvien vaikutusta Koillis-Islannin geomorfologiseen maisemaan. Tutkimuksessani yhdistin laskennallisia virtausmalleja, satelliittikuva-aineistoja ja kenttähavaintoja mallintaessani suurten, viimeisen jääkauden jälkeisiä jäätikköjokitulvia ja niiden vaikutuksia maiseman muuttumiseen. Yksi mielenkiintoinen, vielä osittain ratkaisematon tutkimuskysymys on kasvillisuuden ja jäätikköjokitulvien dynamiikka. Toisin sanoen: onko Islannin keskiosien kasvittomuus ilmaston muuttumisen vai jäätikköjokitulvien aiheuttamaa?

Olen jo aiemmin ennustanut Bardarbungan tulivuorenpurkauksen aiheuttaman jäätikköjokitulvan laajuutta ja virtausvoimia. Tässä simuloinnissa oletuksena oli, että 2/3, (14 kuutiokilometriä) Bardarbungan kalderan vetoisuudesta on sulanut vedeksi ja tämä vesi on virrannut jäätiköltä Jökulsa a Fjöllum -jokeen. Simuloidun tulvan huippuvirtaama olisi näillä oletusarvoilla n. 180 000 kuutiometriä sekunnissa. Tämä tulva peittäisi alleen 460 neliökilometriä suuruisen alueen 120 kilometrin matkalla jokivartta.

Virtausvoimat kohoaisivat niin suuriksi, että tulva pystyisi liikuttamaan kivenlohkareita, joiden halkaisija on 10 metriä. Virtaus veisi mukanaan käytännössä kaiken hienon sedimentin jäätikön edustalta Pohjois-Atlantille. Tulvan loppuvaiheessa uutta, hienoa sedimenttiä voisi kasautua uudelleen jäätikön edustalle ja pitkin jokivartta alueille, joissa virtausnopeus olisi suhteellisen alhainen. Tämän lisäksi tulvan mukana kulkeutuvat jäälohkareet voimistaisivat tulvan eroosiovaikutuksia iskeytyessään tulvaveden mukana uomastoon ja tulvatasankoon.

Juuri nyt tapahtuva Bardarbungan tulivuoritoiminta, jäätikön alla oleva tulikuuma magma ja sulana oleva vesi sekä niiden sijainti jäätiköllä mahdollistaa suuren, harvinaisen jäätikköjokitulva syntymisen Vatnajökullin pohjois- tai eteläpuolelle.

***

Bardarbunga on viimeksi purkautunut vuonna 1910, mutta suuret Bardarbungasta lähtöisin olevat jäätikköjokitulvat ovat huomattavasti vanhempia, Holoseeniajan alkutaipaleelta (n. 9 000 vuotta sitten). Nyt voikin olla mahdollista, että Bardarbunga ja sen lähellä tapahtuva tulivuoritoiminta aiheuttaa ”kerran tutkijan elämässä” tulvan, jonka vaikutuksia pitää päästä kartoittamaan maastossa.

Johdan Turun yliopiston maantieteen ja geologian laitoksella virtavesien tutkimusryhmää, joka on erikoistunut virtausmallien ja jokiuoman dynamiikan mallinnukseen perustuen tarkkoihin virtausmittauksiin, kaukokartoitukseen ja laserkeilaukseen eritoten arktisilla ja subarktisilla alueilla.

Suunnittelen paraikaa yhteistä tutkimusretkeä Newcastlen ja Leedsin yliopistojen jäätikköjokitutkijoiden kanssa, joiden kanssa tein tutkimusta Islannissa jo 2000-luvun alussa.

Maantieteen ja geologian laitoksen uusilla laserkeilaukseen perustuvat kenttäkartoitusinstrumentit mahdollistaisivat eroosio- ja kasautumisalueiden kolmiulotteisen mittaamisen ennennäkemättömän tarkasti. Tämä aineisto olisi uniikkia syöttöaineistoa laskennallisiin virtausmallinnuksiin suurten megatulvien simuloinnissa. Näin Islanti toimisi taas kerran luonnonlaboratoriona suurten luonnonhasardien tutkimisessa.

Bardarbungan jäätikköjokitulvan leviämissimulaatio:
Alho, P., Roberts, M. J., & Käyhkö, J. (2007). Estimating the inundation area of a massive, hypothetical jökulhlaup from northwest Vatnajökull, Iceland. Natural hazards, 41(1), 21-42.
 

Petteri Alho
Kirjoittaja on Turun yliopiston maantieteen ja geologian laitoksella työskentelevä akatemiatutkija.
 

Kuvateksti tekstin keskellä olevaan kuvaan:
Jökulsa a Fjöllum jokiuoma noin 50 kilometriä Vatnajökullin pohjoireunasta alajuoksulle. Uoman koskiosuus ja sitä ympäröivät tulvatasangot tulisivat täyttymään tulvasta, jos Bardarbunga purkautuu voimakkaasti ja jäätikköjokitulva syöksyy jokiuomaan. Tällä olisi suuri vaikutus alueen korkeussuhteisiin ja geomorfologiaan. (Kuva: Petteri Alho 2007).   
 

Luotu 02.09.2014 | Muokattu 26.07.2021