Í óbyggðum Alaska er að finna eldfjallið Pavlof. Þetta keilulaga eldfjall er frábrugðið nær öllum öðrum eldfjöllum fyrir þær sakir að það gýs á tilteknum tímum árs. Langflest gosin verða á haustin og að vetri til, þegar lágur loftþrýstingurinn veldur hækkun vatnshæðar. Samkvæmt heimildum frá Alaska Volcano Observatory þrýstir aukið vatnsmagnið bergkviku upp úr eldfjallinu, líkt og gerist þegar tannkremstúba er klemmd saman.

Í óbyggðum Alaska er að finna eldfjallið Pavlof. Þetta keilulaga eldfjall er frábrugðið nær öllum öðrum eldfjöllum fyrir þær sakir að það gýs á tilteknum tímum árs. Langflest gosin verða á haustin og að vetri til, þegar lágur loftþrýstingurinn veldur hækkun vatnshæðar. Samkvæmt heimildum frá Alaska Volcano Observatory þrýstir aukið vatnsmagnið bergkviku upp úr eldfjallinu, líkt og gerist þegar tannkremstúba er klemmd saman.

Hegðun eldfjallsins Pavlofs kann að vera fyrirboði þróunar sem aukist getur gífurlega á næstu öldum: Hækkun vatnshæðar vegna hærra hitastigs gerir ástand jarðar óstöðugt. Með þessu er átt við að tíðni eldgosa muni aukast og að jarðskjálftar verði snarpari en hingað til.

Þetta fyrirbæri er engan veginn óþekkt í sögu jarðar. Hinar ýmsu ísaldir, sem bundið hafa ógrynnin öll af vatni sem ís, hafa gert það að verkum að yfirborð sjávar hefur lækkað um mörg hundruð metra. Þetta hefur til dæmis haft áhrif við Miðjarðarhafið, þar sem eldfjallið Etna á sumum tímum hefur hegðað sér allt öðruvísi en raunin er í dag. Rannsóknir hafa meðal annars leitt í ljós að Etna hafði afar hægt um sig á síðustu ísöld. Þegar vatnshæðin síðan fór hækkandi, jafnframt því sem íshellur ísaldarinnar tóku að þiðna, jókst þrýstingur bergkvikunnar undir eldfjallinu og Etna fór að gjósa tíðar en áður. Þessi þróun kann að magnast og valda aukinni hættu fyrir þéttbyggð svæðin í nágrenni eldfjallsins.

Raunar hefur vatnshæð alls ekki hækkað neitt í líkingu við það sem gerðist eftir að síðustu ísöld lauk, en þá hækkaði vatnshæðin um 130 sm en samkvæmt rannsóknum loftslagsnefndar Sameinuðu Þjóðanna, IPCC, er einungis gert ráð fyrir að vatnshæð muni aukast um níu til 88 sentímetra fram til ársins 2100.

Hættulegt vatn

Þessi takmarkaða hækkun kann engu að síður að hafa í för með sér veruleg vandamál. Á síðustu árum hafa vísindamenn sannfærst um að jafnvel litlar breytingar á vatnshæðinni geti haft ófyrirsjáanlegar afleiðingar. Sem dæmi má nefna botnskriðu á Ítalíu árið 1963, sem leiddi til dauða 2.000 manns, en hún er talin hafa orsakast af völdum þess að uppistöðulón fylltust. Fjórum árum seinna fórust 180 manns í indverska héraðinu Maharashtra í mjög snörpum jarðskjálfta, sem einnig er talinn eiga rætur að rekja til þess að uppistöðulón fylltust.

Hættan er talin vera svo mikil að Kínverjar hafa sett upp heilt eftirlitskerfi í tengslum við opnun nýrrar stíflu í Yangtze Kiang og er því ætlað að fylgjast með hættunni á jarðskjálfta sem kynni að orsakast af völdum gífurlegrar uppsöfnunar vatns.

Eiginlega ætti það ekki að koma neinum á óvart að vatn geti haft þessi áhrif undir yfirborði jarðar. Einn rúmmetri vatns vegur heilt tonn og myndi 10 sm hækkun vatnsyfirborðs á einum ferkílómetra auka þrýstinginn um 100.000 tonn, sem samsvarar þyngd stórs háhýsis. Engu að síður er tiltölulega stutt síðan vísindamenn létu sannfærast um samhengið á milli mikilla loftslagsbreytinga og snarpra jarðhræringa. Einn af fremstu jarðfræðingum heims er Bill McGuire, prófessor í jarðfræði við University College í London. Bill þessi og ýmsir aðrir jarðfræðingar og jarðeðlisfræðingar hafa nú vakið athygli á því að ef ekki verður dregið úr gróðurhúsaáhrifunum verði afleiðingarnar ekki einungis hærra hitastig, heldur einnig miklar hræringar í jörðu í framtíðinni.

Aukin vatnshæð er raunar ekki eina afleiðing loftslagsbreytinga sem haft getur áhrif á ástand jarðarinnar. Samkvæmt heimildum jarðeðlisfræðingsins Jeanne Sauber frá NASA og jarðfræðingsins Bruce Molnia við US Geological Survey hafa örar leysingar í jöklum í grenndinni við Icy Bay nærri Kyrrahafsströnd Alaska dregið svo mikið úr þrýstingnum undir yfirborði jarðar þar að þær áttu þátt í að leysa úr læðingi jarðskjálftann í St. Elias árið 1979, en styrkur hans reyndist vera 7,2 á Richter.

Gríðarlega stórar ísbreiður eru í hættu

Ógnunin við þiðnandi jökla og hækkandi vatnsyfirborð tengist einkum stærstu ísbreiðum heims í dag: Stærst er gífurlega stór íshellan á austurhluta Suðurskautslandsins, þarnæst að stærð er svo ísbreiðan á vesturhluta þess og í þriðja sæti er síðan innlandsísinn á Grænlandi. Þegar loftslagið byrjar að hlýna minnkar umfang íshellunnar sökum þess að ísinn þiðnar og brotnar frá ísbreiðunum. Á hinn bóginn bætist við massann vegna aukinnar úrkomu í formi snjós, vegna þess að uppgufun úr höfunum eykst og einnig fyrir þær sakir að hlýrra loft getur falið í sér hærra hlutfall af vatnsgufu en ella.

Ísbreiðan á austurhluta Suðurskautslandsins er í vexti sem stendur en nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að bæði innlandsísinn á Grænlandi og ísbreiðan á vesturhluta Suðurskautslandsins eru í rénun. Loftslagsfræðingar eru einkum uggandi yfir stöðugleika innlandsíssins. Ef marka má útreikninga byggða á notkun líkana, sem unnir voru af Jonathan Gregory við Reading háskólann í Englandi og Philippe Huybrechts við Vrije háskólann í Bruxelles, þá myndi 2,7 gráðu hækkun hitastigs á Grænlandi hafa í för með sér bráðnun sem vindur upp á sig og ógerningur reyndist að stöðva. Ef ísbreiðan hyrfi með öllu, á meira en þúsund ára tímabili jafnvel, myndi afleiðingin verða sú að yfirborð sjávar hækkaði um sjö metra. Þetta útlit er meira að segja ekki með öllu óraunhæft, því loftslagslíkönin spá fyrir um fjögurra til sjö gráðu hækkun hitastigs á norðurskautinu fram til ársins 2100.

Þegar svo þyngdar innlandsíssins gætir ekki lengur, og síðar meir heldur ekki þyngdar jöklanna, þá mun jarðskorpan lyftast upp og þetta hefur haft í för með sér jarðskjálfta sem eru nægilega snarpir til að ýta út á hafsauga þykkum setlögum við strendurnar. Slíkar botnskriður á hafsbotni gætu svo leyst úr læðingi flóðbylgjur. Bill McGuire líkir þessu hugsanlega ástandi við hinn svonefnda Storegga-jarðskjálfta á hafsbotni undan ströndum Noregs fyrir 8.000 árum, sem leysti úr læðingi þrjár gríðarlegar botnskriður á hafsbotni. Þetta orsakaði 20 metra háa flóðbylgju sem gekk yfir Hjaltlandseyjar og að auki sex metra háar bylgjur sem gengu yfir strönd Skotlands. Setlögin umhverfis Grænland minna á framburðinn af þessum völdum utan ströndu Noregs frá þessum tíma.

Eldgos komu í kjölfar ísalda

Hægt er að öðlast nokkra hugmynd um jarðfræðilegar afleiðingar af breytilegu vatnsmagni á jörðu með því að rannsaka skilin á milli ísalda og hlýskeiða í fortíðinni. Á undanförnum 740.000 árum hafa slík gríðarleg veðráttuskil átt sér stað átta sinnum á jörðinni, þar sem ísbreiðurnar hafa breitt úr sér yfir heimsálfurnar og síðan hopað í átt að heimskautunum. Meðan á ísöld stendur þvingar þungi gífurlegra íshellnanna landið undir þeim niður og myndar eins konar lok yfir eldfjöll og misgengissvæði. Þegar íshellurnar hverfa gerist hið öndverða: Yfirborð jarðar lyftist og eldfjöll og sprungusvæði verða virk á nýjan leik og við það eykst jarðskjálftavirknin.

Tímabilið sem hvað mest hefur verið rannsakað með tilliti til jarðhræringa hófst örfáum árþúsundum eftir síðustu ísöld, sem lauk fyrir 11.500 árum. Þetta tímabil einkenndist ekki hvað síst af miklum eldgosum hér á Íslandi, sem orsökuðust af því að þunginn á kvikuþrónum minnkaði þegar íshellan á landinu þiðnaði.

Allen Gardner við háskólann í Norður-Karólínu í Bandaríkjunum hefur komið auga á sambærilegt mynstur í austurhluta Kaliforníu á undanförnum 800.000 árum, auk þess sem sýnt hefur verið fram á aukna eldfjallavirkni í Cascades Range í Bandaríkjunum og í Andesfjöllum í Suður-Ameríku. Þegar íshellurnar hopuðu jókst að sama skapi tíðni eldgosa sakir hærri vatnshæðar í úthöfunum. Bill McGuire og starfsfélögum hans hefur meðal annars tekist að beita rannsóknum á hafsbotni í Miðjarðarhafinu til að sýna fram á beint samhengi á milli styrkleika og tíðni eldgosa á svæðinu annars vegar og sveiflna í vatnshæðinni hins vegar á undanförnum 80.000 árum.

Svipaða sögu er að segja af jarðskjálftum. Sem dæmi má taka Skandinavíu þar sem snarpir jarðskjálftar urðu þegar jörð á landi lyftist eftir að íshellan bráðnaði. Þetta á sér í lagi við um misgengissvæðið í Lapplandi, en þar segir Iain Stewart við Brunel háskóla í Englandi að loftslagsbreytingar hafi orsakað gríðarlega snarpan jarðskjálfta fyrir 9.000 árum, sem skildi eftir sig tíu metra hátt og 150 km langt Parvie-misgengissvæðið í norðurhluta Skandinavíu.

Þá er ekki óhugsandi að áhrifa atburðanna frá því í lok síðustu ísaldar gæti enn þann dag í dag, því Patrick Wu við háskólann í Calgaryi í Kanada og Paul Johnston við University of Western Australia eru þeirrar skoðunar að sú staðreynd að norður-ameríska heimsálfan sé stöðugt að lyftast upp kunni að hafa orsakað hina snörpu jarðskjálfta sem kenndir eru við New Madrid, sem skóku land í Mississippidalnum á árunum 1911 og 1912. Enn er of snemmt til að spá nokkru fyrir um hvort við eigum eftir að upplifa aðra bylgju af áþekkum náttúruhamförum, en ef marka má Bill McGuire er ýmislegt sem bendir til þess að miklar loftslagsbreytingar séu framundan og að jarðskorpan sé einstaklega viðkvæm.