Tuhkan leviäminen Islannin tulivuorten räjähdyspurkauksista

Abstract

Tulivuoritoiminta on yleistä litosfäärilaattojen reuna-alueilla, kuten valtamerten keskiselänteillä. Vulkanismi aiheuttaa riskejä ihmiskunnalle globaalisti, esimerkiksi pyroklastisten virtausten, laavavirtojen sekä vulkaanisen tuhkan vaikutuksesta. Islanti on erityisen vulkaanisesti aktiivinen alue ja aiheuttaa Euroopan alueella suurimmat riskit tiheästi tapahtuvien purkausten ansiosta. Vulkaanista tuhkaa muodostuu räjähdyspurkauksista myös Islannissa. Tuhkalla on haittavaikutuksia lentoliikenteelle, infrastruktuurille sekä ihmisten terveydelle, minkä takia sen leviämiseen vaikuttavia tekijöitä on tärkeää tarkastella.

Tutkimuksessa tarkastellaan Eyjafjallajökull-tulivuoren purkausta vuonna 2010 ja Grímsvötn tulivuoren purkausta vuonna 2010, ja tarkastellaan niiden tuhkan leviämiseen vaikuttaneita prosesseja sekä vallinneita olosuhteita. Tavoitteena on ymmärtää Islannin geologiaa, sekä tarkastella tuhkan yhteiskunnallista vaikutusta. Tutkimuksessa hyödynnetään EPOS Iceland -dataportaalista saatua tilastotietoa, Lontoon VAAC-keskuksen tuottamia ennustekarttoja, sekä useista tieteellisistä julkaisuista kerättyjä tuhkahavaintoja. Tilastoja hyödynnetään purkausten ominaisuuksien tarkasteluun, kun taas tuhkahavaintoja, sekä VAAC-keskuksen tuottamia ennusteita hyödynnetään purkausten levittämän tuhkan leviämisalueen selvittämiseen paikkatiedon avulla.

Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että Eyjafjallajökullin vuoden 2010 purkauksesta ja Grímsvötnin vuoden 2011 purkauksesta muodostuneeseen tuhkaan vaikutti erilaiset prosessit ja siten myös tuhka on levinnyt eri alueille. VAAC-ennusteista saatiin käsitys tuhkan mahdollisesta leviämisestä. Eyjafjallajökullin tuhka levisi nopeasti ja suoraviivaisesti Keski-Eurooppaan ja purkaus jatkui pitkään. Grímsvötnin tuhka toisaalta levisi hitaammin Eurooppaan ja suunta oli erilainen, sillä tuhkaa levisi Jäämerelle, Grönlantiin sekä pohjoismaihin. Tuhkahavainnoista voitiin saada samanlainen käsitys, sillä Eyjafjallajökullin tuhkan voitiin havaita kulkeutuneen huomattavasti Grímsvötnin tuhkaa kauemmas, Kreikkaan ja Italiaan asti. Tuhkahavaintojen ominaisuuksista voitiin tehdä päätelmiä tuhkan laskeutumisesta, sillä Eyjafjallajökullin tuhkapilvi kulkeutui ilmakehässä useiden alueiden yli, kun taas Grímsvötnin tuhkaa voitiin havaita maanpinnalla lähempänä purkausta.

Tuhkan erilaista leviämistä selittää useat tekijät. Purkausten ominaisuudet olivat erilaiset, sillä Eyjafjallajökull muodosti trakyandesiittista tuhkaa, kun taas Grímsvötnin tuhka oli basalttista. Tuhkalla oli tästä syystä erilainen tiheys, millä on voinut olla vaikutus havaittuun leviämiseen, sillä basalttinen tuhka on raskaampaa ja laskeutuu siksi nopeammin. Toisaalta myös vallinneet sääolosuhteet ovat olleet erilaiset, sillä Eyjafjallajökullin purkauksen aikaan matalapaineiden sijainti mahdollisti tuhkan pitkäaikaisen kuljetuksen Keski-Eurooppaan. Grímsvötnin purkauksen aikaan troposfäärin yläosien tuulet olivat heikot ja sääolosuhteet olivat pilviset.

Tutkimuksessa ei voitu hyödyntää kaikkia mahdollisia havaintoja tuhkasta, jolloin tulosten perusteella ei voida tehdä päätelmiä tuhkan todellisesta leviämisestä. Tutkimuksen perusteella voitiin huomata, että tuhkan tarkempi havainnointi, räjähdyspurkausten parempi ymmärtäminen sekä mallinnusten kehittäminen ovat tärkeitä vulkaanisen tuhkan yhteiskunnallisten vaikutusten vähentämiseksi. Islannin sijainti suhteessa Eurooppaan mahdollistaa sopivien olosuhteiden vallitessa tuhkan kulkeutumisen Euroopan alueelle, ja siten merkittäviä riskejä lentoliikenteelle sekä ihmisten terveydelle.