The possible effect of a Laki size eruption on the chemical denudation rates within Þjórsá catchment S-Iceland.

Abstract

The 1783-84 Laki eruption lasted for 8 months and emitted about 122 Mt of SO2 to the atmosphere of which 25 Mt are considered to have had effect on Icelandic ecosystems. The interaction of this gas with natural water, decreases fluid pH and accelerates rock dissolution. The effect of the presence of volcanic SO2 and its dissolution in river waters on chemical denudation rates was characterized in this study by comparing Na flux in Þjórsá catchment before and during a Laki size eruption through three different scavenging scenarios of SO2 (100%, 1% and 0.1%). The denudation rates increased with higher scavenging potential while the pH of the river decreased substantially but the river was most vulnerable during low discharge. The addition of SO2 could also be seen from the increased fluxes of other elements such as SiO2, Fe, and Al. A decrease in pH and higher flux of Al can lead to decay in aquatic life but higher flux of SiO2 and Fe can have positive effect on it. The results of this study showed that rivers of groundwater compositions are sensitive only for large amounts of volcanic volatiles. The enhanced dissolution of basaltic rocks as a response to addition of volcanic volatiles increases the metal flux into the ocean effecting the cycle of elements within the river and at the coastline

Skaftáreldar 1783-84 stóðu yfir í um 8 mánuði og losuðu um 122 megatonn (Mt) af brennisteinsdíoxíð (SO2) út í andrúmsloftið sem hafði gríðarleg áhrif á mörg samfélög á norðurhveli jarðar. Af þessum 122 Mt eru aðeins 25 Mt talin hafa haft áhrif á Ísland. Áhrif eldgosa á þessari stærðargráðu voru hér mæld út frá breytingum á efnahvarfarofi innan vatnasviðs Þjórsár en rofið var mælt út frá samanburði á streymi natríum (Na) í ánni fyrir og eftir hugsanlegt eldgos. Þjórsá er blanda af jökulá, dragá og lindá með hátt vatnsrennsli en sem slík hefur hún betra þol en til dæmis venjulegar dragár, fyrir breytingum á sýrustigi (pH) vatnsins sökum eldgosavirkni. Efnahvarfarofið innan vatnasviðsins jókst meir eftir því sem magn SO2, sem leystist upp í vatninu, hækkaði en hraði vatnsrennslisins hafði einnig áhrif. pH gildi árinnar minnkaði gríðarlega með auknu magni af uppleystu SO2 en þar voru áhirf rennslis sterk þar sem áin var mest viðkvæm við lágt rennsli. Áhrif uppleysingar SO2 í vatninu mátti einnig sjá í auknu flæði af efnum eins og SiO2, Fe og Al. Mikil lækkun á pH ásamt auknu flæði af Al getur haft slæmar aflæðingar fyrir lífríkið í ánni á meðan aukið flæði á SiO2 og Fe getur haft jákvæð áhirf. Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna fram á að aukning á eldgosaefnum geta aukið rennsli á mörgum efnum í ánni og þar með haft áhrif á hringrásir þeirra. Einnig að ár af þessari tegund eru aðeins viðkvæmar fyrir uppleysingu eldgosa efna af miklu magni.