¿Cómo Contribuyen los Volcanes al Cambio Climático?

Los volcanes cambian el clima de la Tierra tanto calentándolo como enfriándolo. Su efecto neto sobre el clima hoy en día es pequeño en comparación con el de los contaminantes producidos por el hombre.

Aún así, el cambio climático causado en la prehistoria por erupciones casi constantes y, en los últimos siglos, por un puñado de erupciones épicas, nos da una advertencia: Nos ayuda a imaginar la vida en la Tierra si dejamos que el medio ambiente se arruine por nuestra negligencia.

Volcanes de la Prehistoria

El número de erupciones volcánicas en la historia registrada palidece en comparación con lo que los científicos han discernido sobre la actividad volcánica en los tiempos prehistóricos.

Hace aproximadamente 252 millones de años, en una vasta franja de lo que hoy es Siberia, los volcanes entraron en erupción constantemente durante unos 100.000 años. (Eso puede parecer mucho tiempo, pero, en términos geológicos, es un abrir y cerrar de ojos.)

Los gases volcánicos y las cenizas que el viento sopló alrededor del mundo desencadenaron una cascada de cambios climáticos. El resultado fue un colapso calamitoso de la biosfera en todo el mundo que mató al 95% de todas las especies de la Tierra. Los geólogos se refieren a este evento como el Gran Moribundo.

Desastres volcánicos Durante Tiempos Históricos

Antes de 1815, se pensaba que el Monte Tambora en la isla indonesia de Sumbawa era un volcán extinto. En abril de ese año, explotó, dos veces. Mt. Tambora tenía una vez unos 14.000 pies de altura. Después de sus explosiones, era de solo dos tercios de altura.

La mayor parte de la vida en la isla fue erradicada. Las estimaciones de muerte humana varían ampliamente, desde los 10.000 muertos instantáneos según se informa en la revista Smithsonian, hasta los 92.000 que el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) sugiere que murieron principalmente de hambre después de que los gases volcánicos y las cenizas arruinaran la tierra y cambiaran el clima. A excepción de cuatro afortunados, todo el reino de Tambora (10.000 personas) desapareció en las explosiones.

Con la rápida inyección de cenizas y gases en la atmósfera, los monzones en Asia se desarrollaron más lentamente, lo que provocó sequías que provocaron hambrunas. La sequía fue seguida por inundaciones que alteraron la ecología microbiana de la Bahía de Bengala. Esto parece ser lo que dio lugar a una nueva variante del cólera y a una pandemia mundial de cólera. A principios del siglo XIX, los organismos de salud pública no estaban coordinados, por lo que es difícil determinar el número de muertos de la pandemia. Las estimaciones no definitivas lo sitúan en decenas de millones.

Al año siguiente, el enfriamiento global inducido por Tambora fue tan severo que 1816 se recuerda a menudo como el» año sin verano «y como la» pequeña edad de hielo».»Las tormentas de nieve azotaron América del Norte y partes de Europa durante los meses de verano, matando cultivos y ganado y creando hambrunas, disturbios y una crisis de refugiados. Las pinturas del año muestran cielos oscuros y de colores extraños.

El Monte Tambora y un puñado angustiosamente grande de otros desastres volcánicos aparte, los asuntos no han sido tan dramáticos durante los tiempos históricos como lo fueron durante la prehistoria.

Según el USGS, a lo largo de las crestas oceánicas de la Tierra, donde las placas tectónicas se deslizan entre sí bajo aguas profundas, la roca fundida del manto sobrecalentado de la Tierra se eleva constantemente desde lo profundo de la corteza terrestre y crea un nuevo suelo oceánico. Técnicamente, todos los lugares a lo largo de la cresta donde la roca fundida entrante se encuentra con el agua del océano son volcanes. Aparte de esos lugares, hay alrededor de 1,350 volcanes potencialmente activos en todo el mundo, y solo alrededor de 500 de ellos han entrado en erupción en la historia registrada. Sus efectos en el clima han sido profundos, pero en su mayoría de corta duración.

Volcano Basics

El USGS define los volcanes como aberturas en la corteza terrestre a través de las cuales la ceniza, los gases calientes y la roca fundida (también conocida como «magma» y «lava») escapan cuando el magma empuja hacia arriba a través de la corteza terrestre y sale de los lados o la cima de una montaña.

Algunos volcanes se descargan lentamente, casi como si estuvieran exhalando. Para otros, la erupción es explosiva. Con fuerza y temperatura mortales, la lava, los trozos de roca sólida en llamas y los gases estallan. (Como ejemplo de cuánto material puede arrojar un volcán, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) estima que el Monte Tambora expulsó 31 millas cúbicas de cenizas. Wired Magazine calcula que la ceniza en ese volumen podría «enterrar toda la superficie de juego del Fenway Park en Boston a 81.544 millas (131.322 km) de profundidad.»)

El monte Tambora fue la erupción más grande de la historia registrada. Aun así, los volcanes en general escupen mucha ceniza. Gases, también. Cuando una montaña «sopla» en su cima, los gases expulsados pueden llegar a la estratosfera, que es la capa de atmósfera que se extiende desde aproximadamente 6 millas a 31 millas por encima de la superficie de la Tierra.

Efectos climáticos de las Cenizas y Gases de los Volcanes

Mientras que los volcanes sobrecalientan el aire circundante y las temperaturas cálidas localmente, mientras que la montaña y su lava permanecen al rojo vivo, el enfriamiento global es el efecto más prolongado y profundo.

Calentamiento global

Uno de los gases primarios que descargan los volcanes es el dióxido de carbono (CO2), que también es el gas de efecto invernadero creado por el hombre más responsable de calentar el clima de la Tierra. El CO2 calienta el clima atrapando el calor. Permite que la radiación de longitud de onda corta del sol entre a través de la atmósfera, pero lo hace al tiempo que bloquea aproximadamente la mitad de la energía térmica resultante (que es radiación de longitud de onda larga) para que escape de la atmósfera de la Tierra y regrese al espacio.

El USGS estima que los volcanes contribuyen con cerca de 260 millones de toneladas de CO2 a la atmósfera cada año. Aun así, es probable que el CO2 emitido por los volcanes no tenga un efecto significativo en el clima.

La NOAA estima que los humanos envenenan la atmósfera de la Tierra con 60 veces más CO2 que los volcanes. El USGS sugiere que la diferencia es aún mayor; informa que los volcanes liberan menos del 1% del CO2 que los humanos liberan, y que «el dióxido de carbono liberado en las erupciones volcánicas contemporáneas nunca ha causado un calentamiento global detectable de la atmósfera.»

Enfriamiento global, Lluvia Ácida y Ozono

Como las secuelas invernales de las explosiones del Monte Tambora se hicieron evidentes, el enfriamiento global inducido por volcanes es un gran peligro. La lluvia ácida y la destrucción de la capa de ozono son otros efectos catastróficos de los volcanes.

Refrigeración global

De gas: Además del CO2, los gases volcánicos incluyen dióxido de azufre (SO2). Según el USGS, el SO2 es la causa más importante de volcánicamente inducida por el enfriamiento global. El SO2 se convierte en ácido sulfúrico (H2SO4), que se condensa en finas gotas de sulfato que se combinan con vapor volcánico y crean una neblina blanquecina que comúnmente se llama «vog.»Dado la vuelta al mundo por el viento, vog refleja en el espacio casi todos los rayos solares entrantes que encuentra.

Tanto SO2 como los volcanes ponen en la estratosfera, la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) etiqueta a la fuente primaria de neblina de SO2 como «la quema de combustibles fósiles por centrales eléctricas y otras instalaciones industriales.»Hey, volcanes. Estás relativamente libre en esta cuenta.

De cenizas: Los volcanes arrojan toneladas de pequeños fragmentos de roca, minerales y vidrio hacia el cielo. Mientras que las piezas más grandes de esta «ceniza» caen de la atmósfera con bastante rapidez, las más pequeñas se elevan a la estratosfera y permanecen en altitudes extremadamente altas, donde el viento las golpea. Los millones o miles de millones de partículas minúsculas de cenizas reflejan los rayos solares entrantes lejos de la Tierra y de regreso hacia el sol, enfriando el clima de la Tierra mientras la ceniza permanezca en la estratosfera.

De gas y cenizas trabajando juntos: Geofísicos de varias instituciones en Boulder, Colorado, ejecutaron una simulación climática y compararon sus resultados con observaciones obtenidas por satélite y aeronaves después del monte tropical. Erupción Kelut de febrero de 2014. Encontraron que la persistencia del SO2 en la atmósfera dependía significativamente de si tenía partículas de ceniza recubiertas. Más SO2 en las cenizas resultó en SO2 de mayor duración capaz de enfriar el clima.

Lluvia ácida

Uno podría imaginar que una solución fácil al calentamiento global sería infundir intencionalmente la estratosfera con SO2 para crear enfriamiento. Sin embargo, el ácido clorhídrico (HCl) está presente en la estratosfera. Está ahí debido a la quema de carbón industrial en la Tierra y también porque los volcanes lo expulsan.

Cuando el SO2, el HCl y el agua se precipitan a la Tierra, lo hacen como lluvia ácida, que elimina los nutrientes del suelo y filtra el aluminio a los cursos de agua, matando a muchas especies de vida marina. Si los científicos intentaran contrarrestar el calentamiento global con SO2, podrían causar estragos.

Ozono

Aparte de su potencial de precipitar como lluvia ácida, el HCl volcánico presenta otro peligro: amenaza la capa de ozono de la Tierra, que protege el ADN de toda la vida vegetal y animal de la destrucción por la radiación solar ultravioleta sin restricciones. El HCl se descompone rápidamente en cloro (Cl) y monóxido de cloro (ClO). Cl destruye el ozono. Según la EPA, » Un átomo de cloro puede destruir más de 100.000 moléculas de ozono.»

Los datos satelitales después de erupciones volcánicas en Filipinas y Chile mostraron una pérdida de ozono de hasta un 20% en la estratosfera sobre los volcanes.

La comida para llevar

En comparación con la contaminación causada por el hombre, la contribución de los volcanes al cambio climático es pequeña. El CO2, SO2 y HCl que arruina el clima en la atmósfera de la Tierra son principalmente el resultado directo de procesos industriales. (La ceniza de la quema de carbón es en su mayoría un contaminante terrestre y atmosférico inferior, por lo que su contribución al cambio climático puede ser limitada.)

A pesar del papel relativamente insignificante que los volcanes suelen desempeñar en el cambio climático, las inundaciones, sequías, hambre y enfermedades que se han producido después de los mega volcanes pueden ser una advertencia. Si la contaminación atmosférica causada por el hombre continúa sin disminuir, las inundaciones, las sequías, las hambrunas y las enfermedades podrían volverse imparables.