In che modo i vulcani contribuiscono al cambiamento climatico?

I vulcani cambiano il clima della Terra sia riscaldandolo che raffreddandolo. Il loro effetto netto sul clima oggi è piccolo rispetto a quello degli inquinanti prodotti dall’uomo.

Anche così, il cambiamento climatico causato in epoca preistorica da eruzioni quasi costanti e, negli ultimi secoli, da una manciata di epiche, fornisce un avvertimento: ci aiuta a immaginare la vita sulla Terra se lasciamo che l’ambiente sia rovinato dalla nostra negligenza.

Vulcani della preistoria

Il numero di eruzioni vulcaniche nella storia registrata impallidisce in confronto a ciò che gli scienziati hanno discernuto sull’attività vulcanica in epoca preistorica.

Circa 252 milioni di anni fa, in una vasta fascia di quella che oggi è la Siberia, i vulcani eruttarono costantemente per circa 100.000 anni. (Può sembrare molto tempo, ma, in termini geologici, è un batter d’occhio.)

I gas vulcanici e le ceneri che il vento ha soffiato in tutto il mondo hanno innescato una cascata di cambiamenti climatici. Il risultato è stato un disastroso collasso della biosfera mondiale che ha ucciso fino al 95% di tutte le specie sulla Terra. I geologi si riferiscono a questo evento come il Grande Morire.

Disastri vulcanici durante i tempi storici

Prima del 1815, il Monte Tambora sull’isola indonesiana di Sumbawa era considerato un vulcano spento. Nell’aprile dello stesso anno, esplose—due volte. Mt. Tambora era una volta alto circa 14.000 piedi. Dopo le sue esplosioni, era alto solo circa due terzi.

La maggior parte della vita sull’isola è stata sradicata. Le stime della morte umana variano ampiamente, dai 10.000 uccisi all’istante come riportato nella rivista Smithsonian, ai 92.000 che l’United States Geological Survey (USGS) suggerisce siano morti per lo più per fame dopo che gas vulcanici e cenere hanno rovinato la terra e cambiato il clima. Fatta eccezione per quattro persone fortunate, l’intero regno di Tambora (10.000 persone forti) scomparve nelle esplosioni.

Con la rapida iniezione di ceneri e gas nell’atmosfera, i monsoni in Asia si svilupparono più lentamente, causando siccità che portarono alla carestia. La siccità è stata seguita da inondazioni che hanno alterato l’ecologia microbica del Golfo del Bengala. Questo sembra essere ciò che ha dato origine a una nuova variante del colera e alla pandemia di colera globale. All’inizio del diciannovesimo secolo, le agenzie di salute pubblica non erano in coordinamento, quindi il bilancio delle vittime della pandemia è difficile da individuare. Stime non definitive lo fissano a decine di milioni.

Entro l’anno successivo, il raffreddamento globale indotto da Tambora era così grave che il 1816 è spesso ricordato come “anno senza estate” e come “piccola era glaciale”.”Le tempeste di neve hanno spazzato il Nord America e parti dell’Europa durante i mesi estivi, uccidendo raccolti e bestiame e creando carestie, rivolte e una crisi dei rifugiati. I dipinti dell’anno mostrano cieli scuri e stranamente colorati.

Il Monte Tambora e una manciata angosciante di altri disastri vulcanici a parte, le cose non sono state così drammatiche durante i tempi storici come lo erano durante la preistoria.

Secondo l’USGS, lungo le creste oceaniche della Terra dove le placche tettoniche scivolano l’una accanto all’altra sotto acque profonde, la roccia fusa dal mantello surriscaldato della Terra sale costantemente dal profondo della crosta terrestre e crea nuovi fondali oceanici. Tecnicamente, tutti i luoghi lungo la cresta dove la roccia fusa in arrivo incontra l’acqua dell’oceano sono vulcani. A parte questi luoghi, ci sono circa 1.350 vulcani potenzialmente attivi in tutto il mondo, e solo circa 500 di loro hanno eruttato nella storia registrata. I loro effetti sul clima sono stati profondi, ma per lo più di breve durata.

Volcano Basics

L’USGS definisce i vulcani come aperture nella crosta terrestre attraverso le quali la cenere, i gas caldi e la roccia fusa (aka “magma” e “lava”) sfuggono quando il magma si spinge attraverso la crosta terrestre e fuori i lati o la cima di una montagna.

Alcuni vulcani scaricano lentamente, quasi come se espirassero. Per altri, l’eruzione è esplosiva. Con forza mortale e temperatura, lava, pezzi brucianti di roccia solida e gas esplodono. (Come esempio di quanto materiale può vomitare un vulcano, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) stima che il Monte Tambora abbia espulso 31 miglia cubiche di cenere. Wired Magazine calcola che la cenere a quel volume potrebbe ” seppellire tutta la superficie di gioco di Fenway Park a Boston 81.544 miglia (131.322 km) di profondità.”)

Il Monte Tambora è stata la più grande eruzione nella storia registrata. Anche così, i vulcani in generale sputano molta cenere. Anche i gas. Quando una montagna “soffia” alla sua cima, i gas espulsi possono raggiungere la stratosfera, che è lo strato di atmosfera che si estende da circa 6 miglia a 31 miglia sopra la superficie terrestre.

Effetti climatici delle ceneri e dei gas dei vulcani

Mentre i vulcani surriscaldano l’aria circostante e le temperature calde localmente mentre la montagna e la sua lava rimangono roventi, il raffreddamento globale è l’effetto più prolungato e profondo.

Riscaldamento globale

Uno dei gas primari che i vulcani scaricano è l’anidride carbonica (CO2), che è anche il gas serra prodotto dall’uomo più responsabile del riscaldamento del clima terrestre. La CO2 riscalda il clima intrappolando il calore. Consente la radiazione a lunghezza d’onda corta dal sole attraverso l’atmosfera, ma lo fa bloccando circa la metà dell’energia termica risultante (che è la radiazione a lunghezza d’onda lunga) dalla fuoriuscita dell’atmosfera terrestre e dal ritorno nello spazio.

L’USGS stima che i vulcani apportino circa 260 milioni di tonnellate di CO2 all’atmosfera ogni anno. Anche così, la CO2 emessa dai vulcani probabilmente non ha un effetto significativo sul clima.

NOAA stima che gli esseri umani avvelenano l’atmosfera terrestre con 60 volte più CO2 rispetto ai vulcani. L’USGS suggerisce che la differenza è ancora maggiore; riferisce che i vulcani rilasciano meno dell ‘ 1% della CO2 che gli esseri umani rilasciano e che “l’anidride carbonica rilasciata nelle eruzioni vulcaniche contemporanee non ha mai causato un riscaldamento globale rilevabile dell’atmosfera.”

Raffreddamento globale, piogge acide e ozono

Poiché le conseguenze invernali delle esplosioni del Monte Tambora hanno reso evidente, il raffreddamento globale indotto dal vulcano è un pericolo enorme. Le piogge acide e la distruzione dello strato di ozono sono altri effetti catastrofici dei vulcani.

Raffreddamento globale

da gas: Oltre alla CO2, i gas vulcanici includono l’anidride solforosa (SO2). Secondo l’USGS, SO2 è la causa più significativa del raffreddamento globale indotto vulcanicamente. SO2 si converte in acido solforico (H2SO4), che si condensa in goccioline di solfato fine che si combinano con vapore vulcanico e creano una foschia biancastra che è comunemente chiamata “vog.”Soffiato in tutto il mondo dal vento, vog riflette nello spazio quasi tutti i raggi solari in arrivo che incontra.

Tanto SO2 quanto vulcani messi nella stratosfera, l’Environmental Protection Agency (EPA) tag la fonte primaria di foschia SO2 come “la combustione di combustibili fossili da centrali elettriche e altri impianti industriali.”Ehi, vulcani. Sei relativamente fuori dai guai su questo conteggio.

Da ash: Vulcani gettare tonnellate di minuscoli frammenti di rocce, minerali e vetro verso il cielo. Mentre i pezzi più grandi di questa” cenere ” cadono dall’atmosfera abbastanza rapidamente, quelli più piccoli salgono nella stratosfera e rimangono ad altitudini estremamente elevate, dove il vento li buffet. I milioni o miliardi di minuscole particelle di cenere riflettono i raggi solari in arrivo lontano dalla Terra e di nuovo verso il sole, raffreddando il clima terrestre per tutto il tempo in cui la cenere rimane nella stratosfera.

Dal gas e dalla cenere che lavorano insieme: i geofisici di diverse istituzioni a Boulder, in Colorado, hanno eseguito una simulazione climatica e confrontato i loro risultati con le osservazioni raccolte da satelliti e aerei dopo il Monte tropicale. Eruzione Kelut di febbraio 2014. Hanno scoperto che la persistenza di SO2 nell’atmosfera dipendeva in modo significativo dal fatto che avesse rivestito particelle di cenere. Più SO2 sulle ceneri ha portato a SO2 più duraturo in grado di raffreddare il clima.

Pioggia acida

Si potrebbe immaginare che una soluzione facile al riscaldamento globale sarebbe quella di infondere intenzionalmente la stratosfera con SO2 per creare raffreddamento. Tuttavia, l’acido cloridrico (HCl) è presente nella stratosfera. È lì a causa del carbone industriale che brucia sulla Terra e anche perché i vulcani lo espellono.

Quando SO2, HCl e acqua precipitano sulla Terra, lo fanno come pioggia acida, che rimuove i nutrienti dal suolo e liscivia l’alluminio nei corsi d’acqua, uccidendo molte specie di vita marina. Se gli scienziati cercassero di contrastare il riscaldamento globale con SO2, potrebbero devastare.

Ozono

Oltre al suo potenziale di precipitare come pioggia acida, l’HCl vulcanico presenta un altro pericolo: minaccia lo strato di ozono della Terra, che protegge il DNA di tutta la vita vegetale e animale dalla distruzione causata dalla radiazione solare ultravioletta senza restrizioni. HCl si rompe rapidamente in cloro (Cl) e monossido di cloro (ClO). Cl distrugge l’ozono. Secondo l’EPA ,” Un atomo di cloro può distruggere oltre 100.000 molecole di ozono.”

I dati satellitari dopo le eruzioni vulcaniche nelle Filippine e in Cile hanno mostrato una perdita di ozono fino al 20% nella stratosfera sopra i vulcani.

da Asporto

Rispetto per la salute umana causato l’inquinamento, il contributo che i vulcani fanno al cambiamento climatico è piccolo. La CO2, SO2 e HCl che rovinano il clima nell’atmosfera terrestre sono per lo più il risultato diretto di processi industriali. (La cenere proveniente dalla combustione del carbone è per lo più un inquinante atmosferico terrestre e inferiore, e quindi il suo contributo ai cambiamenti climatici può essere limitato.)

Nonostante il ruolo relativamente insignificante che i vulcani svolgono tipicamente nei cambiamenti climatici, le inondazioni, la siccità, la fame e le malattie che sono seguite dopo i mega-vulcani possono essere un avvertimento. Se l’inquinamento atmosferico causato dall’uomo continua senza sosta, inondazioni, siccità, carestie e malattie potrebbero diventare inarrestabili.