Grindavik Vulkanen har udbrudt – Hvordan kan så kraftfulde geografiske fænomener udnyttes?

Den 18. december oplevede Islands Reykjanes-halvø en ny vulkansk udbrud, det fjerde i løbet af tre år. Denne vulkan udbrød i landets mest befolkede område, med lavaskylte fonte, der skød op i luften, og gløden var synlig i flere kilometer i centrum af hovedstaden Reykjavik. Den lå også ikke langt fra Svartsengi-kraftværket og byen Grindavík, som blev evakueret sidste måned på grund af øget seismisk aktivitet.

Landets seneste udbrud i den vulkanske saga blev præget af flere intense jordskælv og rystelser som forløbere. Så, blot to timer senere, udbrød vulkanen og frigav lava med en hastighed ti gange større pr. sekund sammenlignet med de tre foregående ved deres toppe. Hændelsen førte til, at revsen strakte sig til 2,5 miles (ca. 4 km) på kun få minutter.

Den sydvestlige landstribe har været død i tusinder af år, men for nylig er der registreret en stigning i aktivitet i området.

“Betragtet i sammenhæng med de sidste tre år på Reykjanes-halvøen er det ret forbløffende.”

– Tom Winder, vulkansismolog ved Islands Universitet, udtalte i et interview.

De foregående tre udbrud fandt sted i 2021, 2022 og igen i sommeren. Den sidste forekomst af så hurtig en rækkefølge af udbrud var i begyndelsen af det 13. århundrede, hvilket forklarer den øgede opmærksomhed på disse nylige begivenheder. Bemærkelsesværdigt er, at alle fire af de seneste udbrud har været af revstype, karakteriseret ved lava, der bryder frem gennem nye revner i jordens skorpe på uforudsigelige steder.

Dette seneste udbrud tiltrak international opmærksomhed, især på grund af risikoen for endnu en askesky, der kan forstyrre lufttrafikken, ligesom ved Eyjafjallajökull-udbruddet i 2010. Den hændelse var relativt lille og ikke dødelig. Denne gang blev der dog betragtet som meget usandsynligt, at der ville blive produceret betydelige mængder aske, da magma ikke blev injiceret under et islag.

Interessant nok faldt udbruddets intensitet allerede en dag efter starten. I starten så det ud til at være kortvarigt, men eksperter antyder, at det kan fortsætte med at udlede lava med en stabil, om end beskeden, hastighed i flere måneder fremover.

Faktisk er Irland bekendt med vulkansk aktivitet og har omkring 130 vulkaner. Dette skyldes, at Island ligger på grænsen mellem den eurasiske og den nordamerikanske tektoniske plade, adskilt af en midt-øhavsgat, der udløser magma. Mens vulkanske udbrud på Island forekommer ca. hver fire til fem år, er deres timing uforudsigelig. Nogle forskere mener også, at Katla, landets mest berømte vulkan med fem udbrud siden 1721, kan udbryde snart, da den ikke er påvirket af den seneste seismiske aktivitet.

Udnyttelse af vulkaner til vores fordel

Så, som vi så, er Island en af de mest vulkansk aktive regioner på vores planet. Men hvad er vulkaner egentlig? De er åbninger, hvor lava, små sten og damp bryder frem på jordens overflade. De kan forekomme både på land og i havet, når materiale – som kan være aske, flydende sten eller gasser – der er betydeligt varmere end omgivelserne, udbrudt.

Ifølge NASA opstår stigningen af flydende sten eller magma, når tektoniske plader bevæger sig fra hinanden eller mod hinanden. En anden måde, dette sker på, er når magma stiger op ved hotspots. Vulkanens type afhænger derimod af magmaens viskositet, sammensætning, mængden af gas i den og den måde, den når overfladen på.

Disse geologiske arkitekter udgør faktisk over 80 % af Jordens overflade. Omkring 1.500 vulkaner anses for potentielt aktive, hvor mere end 10 % af dem ligger inden for USA’s grænser.

Vulkanudbrud udgør mange farer, herunder at udrydde befolkninger og begrave byer. Ikke al vulkansk aktivitet er dog skadelig. Vulkaner er ansvarlige for at skabe frugtbar jord til landbrug og mange mineralressourcer såsom guld, sølv, nikkel, kobber og bly. Men det er ikke alt, så lad os udforske nogle fremtrædende og yderst gavnlige anvendelser af vulkansk aktivitet.

Geotermisk energiproduktion

Den store tilgængelighed af vulkaner gør dem til en fremragende kilde til grøn energi. For at udnytte geotermisk energi fra vulkaner installeres systemer, der opsamler vulkans varme under jorden og transporterer den gennem rør for at opvarme eller køle et område.

En anden metode er at bore ned i jorden nær områder med høj varme for at lede vand gennem dem, så der dannes damp, som driver turbiner og producerer elektricitet. Denne vedvarende energi, der skabes ved at udnytte varmen fra jordens skorpe, giver fordele som høj kapacitet, pålidelighed og bæredygtighed.

Mange lande, såsom New Zealand, Filippinerne, Costa Rica og Island, samt stater som Californien, Hawaii og Utah i USA, udnytter geotermisk energi fra vulkansk aktivitet til generel elproduktion.

I Kenya står geotermisk kraft for 51 % af landets energiforsyning. Samtidig bruger El Salvador denne energikilde til specifikke anvendelser som Bitcoin-minedrift.

Kommercielt leverer virksomheder som Ormat Technologies (ORA ) rene, pålidelige løsninger fra geotermisk kraft. I 2021 sikrede de en Engineering, Procurement and Construction (EPC)-kontrakt til et 30 MW geotermisk kraftværksprojekt i Alaska nær Makushin-vulkanen. Derudover har Volcano Energy og Luxor Technology Corporation lanceret El Salvadors første Bitcoin-minedriftspool, der drives af vedvarende geotermisk energi.

Landbrug

Vulkaniske miljøer kan faktisk være ret gode steder for landbrug. Disse jordtyper, dannet i vulkansk aske eller andre eksplosive udbrudsmaterialer, kaldes Andisols og er ekstremt frugtbare, da aflejringerne er rige på mineraler og næringsstoffer som magnesium og kalium.

Når vulkaner udbryder og sten og aske spredes overalt, frigives disse elementer, hvilket ændrer jordens sammensætning og skaber ekstremt frugtbare jordarter. Det fører til høje afgrødeudbytter og rentabilitet for gårde samt en bred vifte af landbrugsaktiviteter. Derfor anvendes knust vulkansk sten til at forbedre jordens sundhed gennem en metode kaldet forbedret stenvejrering.

Ifølge en undersøgelse offentliggjort i AGU’s tidsskrift Earth’s Future kan indarbejdelse af knust vulkansk sten i marker spille en afgørende rolle i at hjælpe planeten med at nå CO₂-fjernelsesmålet fastsat af FN’s klimapanel (IPCC) og er særligt lovende i varme, fugtige tropiske områder.

Turisme og rekreation

Vulkanområder er ofte betydningsfulde turistattraktioner med populære aktiviteter som vandring, badning i varme kilder, naturskønhed, studier af geologisk arv og observation af geologiske formationer. Dette kan være en væsentlig indtægtskilde for lokalsamfund og bidrage til at styrke landenes økonomier. Nogle af de bedste destinationer for dem, der ønsker at komme tæt på nogle af verdens største vulkaner, inkluderer Fagradalsfjall, Island, Cumbre Vieja, Spanien, Etna, Italien, Sakurajima, Japan og Popocatépetl, Mexico.

De unikke landskaber, der skabes af vulkansk aktivitet, tiltrækker besøgende fra hele verden. For eksempel den sovende vulkan Mt. Fuji i Japan eller den udslukkede vulkan i Edinburgh. Turister skal dog være opmærksomme på potentielle sundhedsrisici i sådanne miljøer, herunder lavastrømme, aske, jordskred, mudderstrømme og vulkanske gasser.

For nylig oplevede det lokale rejsebureau Icelandia en eksplosion i deres bookings, takket være deres vulkanture.I et interview delte virksomheden, at de for nogle år siden, med det første udbrud i Litli-Hrútur-riftszonen, begyndte at tilbyde shuttle-service og senere gik over til sightseeingture, der besøgte lavagrøfterne.

“Det er som fra et eventyr. Responsen har været vanvittig. Anmeldelserne er fantastiske. Når de ser vulkanen, græder nogle, mens andre er i komplet chok.”

– Icelandia kontoadministrator Svala Magnúsdóttir om vulkanoplevelsen.

Videnskabelig forskning

Vulkaner giver værdifulde forskningsmuligheder for videnskabsfolk ved at levere unikke indsigter i geologiske processer, forudsigelse af naturkatastrofer og jordens indre. Forskere studerer vulkanske materialer, seismisk aktivitet og jordens dannelsesprocesser, hvilket giver værdifulde undervisningsressourcer for både studerende og forskere.

NASA’s VERITAS-videnskabsteam er et sådant eksempel, der studerer vulkanske Island for at bruge det som erstatning for en anden planet, Venus – som er mindre end Jorden, men har knusende atmosfærisk tryk, skyer bestående af svovlsyre og en brændende overfladetemperatur for at opnå flere indsigter. Forskere udvikler også specialudstyr som et lavstrøm SO2 (svovldioxid) kamera til at overvåge udslip fra vulkaner.

Organisationer som United States Geological Survey (USGS) overvåger og udfører forskning om vulkaner i USA. Samtidig fokuserer Hawaiian Volcano Observatory (HVO), som er en del af USGS, på vulkanske aktiviteter i Hawaii, især på den Store Ø.

Andre organisationer inkluderer Italiens National Institute for Geophysics and Volcanology (INGV), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) i Frankrig og Japan Meteorological Agency (JMA), som udfører forskning om vulkansk aktivitet i Japan.

Mineraludvinding

Vulkanområder er rige på værdifulde mineraler, malme og metaller som svovl, guld, sølv og kobber. For eksempel er aktive vulkaner som Mount Etna i Italien kendt for at frigive omkring 20 ton kobber og 10 kg guld om dagen i vulkanske gasser. Selvom metaludvinding måske ikke er mulig fra vulkanske gasser, kan den udvindes fra varme magmatiske brine under sovende vulkaner. Udvinding af disse ressourcer styrker også den lokale økonomi og skaber arbejdspladser.

I september afslørede en analyse, at en dramatisk mængde lithiummetal – så meget som 20 til 40 millioner ton – findes i en vulkansk krater langs grænsen mellem Nevada og Oregon. Da USA i høj grad er afhængig af lithiumimport, som bruges til genopladelige batterier i elbiler, har dette stor betydning for landet.

Samtidig udviklede et hold af geologer fra University of Leicester for et par måneder siden en teknik, der bruger væskesaturation til at forudsige, om et vulkanområde potentielt er et godt sted for fremtidig kobberudvinding, et kritisk metal for den grønne energiovergang.

Freeport-McMoRan (FCX ), Barrick Gold Corporation (ABX.TO ), Newmont Corporation (NEM ) og Anglo-American er nogle globale minedriftsselskaber, der opererer i forskellige geologiske miljøer, herunder områder med vulkansk aktivitet.

Terapeutisk anvendelse

Selvom vulkanudbrud kan have farlige virkninger på mennesker, der bor i nærheden, giver de også medicinske fordele. Nogle varme kilder og mudderbade nær vulkaner menes at have terapeutiske egenskaber og anvendes til sundhedsbehandlinger.

De helbredende egenskaber ved vulkanske termiske kilder er blevet en del af spa- og wellness‑turisme, der tiltrækker folk, der søger afslapning og sundhedsfordele.

Nogle kendte steder, der tilbyder disse tjenester, inkluderer Blue Lagoon i Island, The Springs Resort and Spa i Costa Rica, Pamukkale i Tyrkiet, Rotorua i New Zealand, Beitou Hot Springs i Taiwan, Calistoga i Californien, USA, og Hakone i Japan.

Udover at have terapeutiske egenskaber anvendes vulkansk mudderterapi som medicinsk behandling for reumatisk sygdom, og materialer som vulkansk aske bruges også som naturlige hudplejeprodukter.

Dannet af vulkanudbrud indeholder asken mange mineraler og andre kemikalier såsom silica, svovl, kalium, natrium, calcium og magnesium, som er gavnlige for huden med hensyn til eksfoliering, afgiftning, absorption af overskydende olie, bedre blodcirkulation og beroligelse af irriteret hud. Disse mineraler og andre sporstoffer nærer yderligere huden, forbedrer hudcellefornyelsen og hjælper med at give en levende og yngre teint.

Byggematerialer

Mange vulkanske materialer anvendes almindeligt i byggeri, især i produktionen af letvægtsbetonblokke. Dette inkluderer basalt, som er en vulkansk sten, der er holdbar og ofte bruges som knust sten i konstruktion af asfalt og beton.

Samtidig bruges pimpsten, en let og porøs vulkansk sten, som slibemateriale. Vulkansk aske er en anden, der anvendes til at producere pozzolanisk cement. Derudover findes tuff, en type sten, som også bruges som byggemateriale. Disse materialer er naturlige og tilbyder miljøvenlige muligheder for byggematerialer.

Ifølge forskere var nøglen til de gamle romeres beton, der kan holde i årtusinder, vulkansk aske fra området Pozzuoli ved Napoli-bugten.

Ifølge forskning kan vulkanske materialer, når de bruges som tilsætningsstoffer, forbedre fryse‑ og tøningsbestandigheden af cementpastaer, mørtel og beton. Hvis vi ser på et konkret eksempel, bruger et indonesisk firma kaldet Rebricks vulkansk aske og blander den med bjergsten, plastaffald og cement for at fremstille en mursten, der ikke indeholder sand som almindelige mursten.

Kulstofopsamling og -lagring

Kulstofopsamling og -lagring fokuserer på at reducere udledningen af kuldioxid. Dette indebærer at opsamle CO₂‑udledninger ved deres kilde, transportere dem til et lagringssted og endelig lagre dem under jorden for at forhindre deres frigivelse i atmosfæren, med det formål at afbøde klimaændringer. Tidligere i år undersøgte forskere Jordens mest ekstreme, CO₂‑rige miljøer for at finde vulkanske mikrober med potentiale til at revolutionere kulstofopsamlingsteknologi.

Forskning fortsætter med at undersøge brugen af basaltformationer, som er udbredt i vulkanske områder, til kulstofopsamling og -lagring.

Nylige studier antyder, at påføring af basaltstøv på marker kan effektivt opsamle atmosfærisk kuldioxid i stor skala.

Interessant nok fandt en tidligere undersøgelse i år, at en udslukt vulkan ud for Portugals kyst kunne lagre omkring 1,2‑8,6 gigaton CO₂, svarende til ca. 24‑125 år af landets industrielle udledninger. Med anerkendelse af dette potentiale viser regeringer interesse og investerer ressourcer. For eksempel tildelte den britiske regering skotske jordforsker en grant på £1 million for at udvikle innovative metoder til at kvantificere CO₂‑lagring i vulkansk sten.

Rummelforskning

Vulkaner overvåges ikke kun fra rummet, men vulkanske landskaber på Jorden bruges til at simulere og studere forhold på andre planeter, hvilket hjælper med rumforskning og udforskning, som medfører iboende farer og omkostninger.

Professorer fra Idaho State University studerer vulkaner i den østlige Snake River Plain-region. Disse vulkaner har ifølge forskerne “samme lava-type og udbrudsstil som vulkaner på Månen og Mars,” og de forventer, at deres forskningsmetoder vil blive brugt af astronauter på fremtidige missioner til at studere de samme forandringskræfter på Månen og videre.

Tidligere i år fandt forskere også en planet ved navn LP 791‑18d, som sandsynligvis er dækket af vulkaner og forventes at give indblik i, hvordan vulkaner former planetariske miljøer over tid.

Afsluttende tanker

Vulkaner er revner i Jordens skorpe. De er kendt for deres destruktive kraft, da de kan udrydde mennesker og forårsage sundhedsproblemer som smitsomme sygdomme, luftvejslidelser, forbrændinger, fald og ulykker. Men som vi så, har vulkanudbrud også en anden side.

Den vulkanske aktivitet giver fordele som frugtbar jord, dannelse af nye øer, tilgængelighed af ædelsten, mineraler og byggematerialer, skabelse af varme kilder, produktion af geotermisk energi og periodisk afkøling af planeten. Dette betyder, at vulkaner skal studeres grundigt, og deres kraft skal udnyttes korrekt, da de kan være yderst gavnlige for menneskeheden.

Klik her for at lære om vores fremtidige energimiks.