Als de rek eruit is gaat het magma stromen op IJsland

Op 10 november 2023 om 7 uur ’s ochtends ontstond in de ondergrond van het IJslandse schiereiland Reykjanes een spleet, op een diepte van zo’n 6 kilometer. Meteen stroomde er vanuit een dieper reservoir magma naar de zwakke plek. Het magma zette zich in de weken daarna in verticale en horizontale richting voort. Op 18 december kwam het tot een uitbarsting en stroomde er lava uit de grond.

Dat blijkt uit een nauwkeurige reconstructie van de magmastroom. Het onderzoek is vorige week gepubliceerd in Science – uitzonderlijk snel voor een wetenschappelijke studie.

De uitbarsting op 18 december kwam wereldwijd in het nieuws, ook omdat het dorp Grindavík ontruimd moest worden.

Vorig weekend was er op dezelfde plek op Reykjanes weer een uitbarsting. „Die was maandag alweer gekalmeerd”, zegt geoloog Freysteinn Sigmundsson van de Universiteit van IJsland en eerste auteur van de studie. In een update woensdag meldde het Icelandic Met Office dat de uitstroom van lava „relatief stabiel” is. Maar met name ten noordoosten van Grindavík, en in het dorp zelf, blijft het gevaar groot. Het meteorologisch bureau waarschuwt voor het plotselinge ontstaan van zinkgaten, beweging van breuken in de grond, lavastromen en hoge concentraties gassen.

IJsland is voor geologen een bijzondere plek omdat het twee fenomenen combineert. Er drijven twee aardplaten uit elkaar, en de ontstane ruimte tussen de platen wordt opgevuld met opwellend en stollend magma – IJsland groeit daardoor met zo’n 2 centimeter per jaar. Daarnaast bevindt zich onder IJsland een mantelpluim, die vanuit de diepte magma aanvoert.

Instroom van magma

„De mantelpluim speelt met name een rol bij vulkaanuitbarstingen die meer in het centrale en oostelijke deel van IJsland liggen”, zegt geochemicus Janne Koornneef van de Vrije Universiteit Amsterdam. Ze was niet betrokken bij het onderzoek. „De recente uitbarstingen op Reykjanes hangen meer samen met het uit elkaar drijven van de aardplaten.” Bij dat uit elkaar drijven wordt het gesteente ondergronds als het ware uitgerekt. De rekspanning neemt toe, totdat het gesteente ergens scheurt. Daar ontstaat dan ruimte voor de instroom van magma.

Het vulkanisch systeem op Reykjanes is na vele honderden jaren van rust sinds eind 2019 weer actief. Volgens de huidige inzichten ‘ontwaakt’ het systeem elke 800 tot 1.000 jaar. De vorige periode van vulkanische activiteit duurde van 950 tot 1240 n.Chr.

Lava stroomt uit de vulkaan in de buurt van Grindavík, afgelopen woensdag.

Foto’s Marco di Marco/AP

Om de gebeurtenissen rond 10 november vorig jaar te reconstrueren, gebruikten de onderzoekers satellietbeelden die minieme vervormingen van het aardoppervlak in beeld brengen, in combinatie met gegevens over aardbevingen. Met computermodellen proberen ze te achterhalen wat er diep onder de grond gebeurt. „Als de grond omhoogkomt, betekent het hoogstwaarschijnlijk dat het magmareservoir aan het opvullen is, en dat het magma niet weg naar boven kan. De druk neemt dan toe”, zegt Sigmundsson.

In hun reconstructie zien de onderzoekers dat op 10 november vanaf 7 uur ’s ochtends (universele tijd) magma begint te migreren vanaf een diepte van zo’n 6 km. In de uren daarna beweegt het magma eerst vooral in noordoostelijke richting, vanaf 15:23 uur ook in zuidwestelijke richting. Ook migreert het omhoog, richting het aardoppervlak. Vooral rond 18:00 uur is de stroomsnelheid van het magma eventjes heel groot. In hun berekening komen de geologen uit op 7.400 m³ per seconde. Dat is 2,5 keer de afvoer van de Rijn bij Lobith deze zaterdag. Om 18:30 uur bevindt het magma zich al onder Grindavík. Daarna zet het door richting zee.

Door de indringing van magma in gesteente vormt zich een zogeheten dike. „In het Nederlands hebben we er niet echt een woord voor, maar ‘gang’ komt nog het dichtst in de buurt”, zegt Koornneef. „Denk aan de vorm van een plaat, of een muur, maar dan heel groot en van magma.”

Een lengte van 15 km

Uiteindelijk bereikt de in deze studie gevolgde dike een lengte van 15 km, een hoogte van 5 km, en een breedte van gemiddeld enkele meters. Koornneef noemt de studie „interessant”, maar ziet wel dat de computermodellen „de nodige onzekerheden” hebben.

In hun publicatie beschrijven de onderzoekers ook nog kort de uitbarsting tussen 14 en 16 januari, in hetzelfde gebied. Ook daarbij vormde zich een dike. Sigmundsson: „Maar bij de uitbarsting van afgelopen weekend hebben we geen verdere dike-vorming gezien.”

Voor de komende maanden verwacht hij een van twee scenario’s. Of de uitbarsting stabiliseert, en pruttelt op een rustig niveau verder. Of hij stopt, waarna de ondergrondse druk weer toeneemt en het tot een nieuwe uitbarsting komt. „Dat laatste scenario is voor de samenleving het lastigst, omdat het vaak zo plotseling komt. De uitbarsting afgelopen weekend kwam zonder waarschuwing.”

Lees ook De lava blijft maar stromen op La Palma. Hoe kan dat?