W jaki sposób wulkany przyczyniają się do zmian klimatu?

wulkany zmieniają klimat Ziemi zarówno poprzez jej ocieplenie, jak i ochłodzenie. Ich wpływ netto na klimat jest dziś niewielki w porównaniu z zanieczyszczeniem wytwarzanym przez człowieka.

mimo to, zmiana klimatu spowodowana w czasach prehistorycznych przez niemal ciągłe erupcje, a w ciągu ostatnich kilku stuleci przez garstkę epickich, stanowi ostrzeżenie: pomaga nam wyobrazić sobie życie na Ziemi, jeśli pozwolimy, aby środowisko zostało zrujnowane przez nasze zaniedbania.

wulkany Prehistorii

liczba erupcji wulkanicznych w zarejestrowanej historii blednie w porównaniu z tym, co naukowcy spostrzegli na temat aktywności wulkanicznej w czasach prehistorycznych.

około 252 milionów lat temu, w rozległym obszarze dzisiejszej Syberii, wulkany nieprzerwanie wybuchały przez około 100 000 lat. (To może wydawać się długi czas, ale w kategoriach geologicznych, to mrugnięcie okiem.)

wulkaniczne gazy i popiół, które wiatr wiał dookoła świata, wywołały kaskadę zmian klimatycznych. W rezultacie doszło do katastrofalnego, ogólnoświatowego zawalenia się biosfery, które zabiło aż 95% wszystkich gatunków na Ziemi. Geolodzy określają to wydarzenie jako wielkie umieranie.

katastrofy wulkaniczne w czasach historycznych

przed 1815 rokiem Góra Tambora na indonezyjskiej wyspie Sumbawa była uważana za wygasły wulkan. W kwietniu tego roku eksplodował-dwukrotnie. Góra Tambora miała kiedyś wysokość ok. Po eksplozjach miał zaledwie dwie trzecie wysokości.

większość życia na wyspie została wykorzeniona. Szacunki śmierci ludzi różnią się znacznie, od 10 000 zabitych natychmiast, jak podano w Smithsonian Magazine, do 92 000, które United States Geological Survey (USGS) sugeruje, że zmarli głównie z głodu po tym, jak gazy wulkaniczne i popiół zniszczyły ziemię i zmieniły klimat. Oprócz czterech szczęśliwców całe królestwo Tambory (10 000 ludzi) zniknęło w eksplozjach.

dzięki szybkiemu wtryskiwaniu popiołu i gazów do atmosfery, monsuny w Azji rozwijały się wolniej, powodując susze, które doprowadziły do głodu. Po suszy nastąpiły powodzie, które zmieniły ekologię mikrobiologiczną Zatoki Bengalskiej. Wydaje się, że to właśnie to dało początek nowej odmianie cholery i globalnej pandemii cholery. Na początku XIX wieku agencje zdrowia publicznego nie były koordynowane, więc liczba ofiar pandemii jest trudna do określenia. Nie ostateczne szacunki wskazują na dziesiątki milionów.

w następnym roku globalne ochłodzenie wywołane tamborem było tak dotkliwe, że rok 1816 jest często pamiętany jako „rok bez lata” i jako „mała Epoka lodowcowa”.- Burze śnieżne nawiedziły Amerykę Północną i część Europy w miesiącach letnich, zabijając uprawy i zwierzęta gospodarskie oraz powodując głód, zamieszki i kryzys uchodźczy. Obrazy z roku ukazują ciemne, dziwnie kolorowe niebo.

Góra Tambora i pomijając niepokojąco dużą liczbę innych katastrof wulkanicznych, sprawy nie były tak dramatyczne w czasach historycznych, jak w czasach prehistorycznych.

według USGS, wzdłuż ziemskich grzbietów oceanicznych, gdzie płyty tektoniczne przesuwają się obok siebie pod głęboką wodą, stopiona skała z przegrzanego płaszcza Ziemi stale podnosi się z głębi skorupy ziemskiej i tworzy nowe dno oceanu. Technicznie rzecz biorąc, wszystkie miejsca wzdłuż grzbietu, gdzie przychodzące stopione skały spotykają się z wodą oceaniczną, są wulkanami. Oprócz tych miejsc, istnieje około 1,350 potencjalnie aktywnych wulkanów na całym świecie, a tylko około 500 z nich wybuchło w zarejestrowanej historii. Ich wpływ na klimat był głęboki, ale w większości krótkotrwały.

podstawy wulkanu

USGS definiuje wulkany jako otwory w skorupie ziemskiej, przez które popiół, gorące gazy i stopiona skała (aka „magma” i „lawa”) uciekają, gdy magma popycha się przez skorupę ziemską i na boki lub szczyt góry.

niektóre wulkany wyładowują się powoli, prawie tak, jakby wydychały. Dla innych erupcja jest wybuchowa. Z zabójczą siłą i temperaturą Lawa, płonące kawałki litej skały i gazy wybuchają. (Jako przykład tego, ile materiału może wypluć wulkan, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szacuje, że góra Tambora wyrzuciła 31 mil sześciennych popiołu. Magazyn Wired wylicza, że popiół w tej objętości mógł „zakopać całą powierzchnię gry w Fenway Park w Bostonie na głębokości 81,544 Mil (131,322 km).”)

Góra Tambora była największą erupcją w historii. Mimo to wulkany w ogóle wypluwają dużo popiołu. Gazy też. Kiedy Góra „wieje” na jej szczycie, wyrzucone gazy mogą dotrzeć do stratosfery, która jest warstwą atmosfery, która rozciąga się od około 6 mil do 31 mil nad powierzchnią ziemi.

wpływ popiołów i gazów wulkanów na klimat

podczas gdy wulkany przegrzewają otaczające powietrze i lokalne temperatury, podczas gdy góra i jej Lawa pozostają czerwone, globalne chłodzenie jest bardziej długotrwałym i głębokim efektem.

globalne ocieplenie

jednym z głównych gazów, z których wydziela się wulkan, jest dwutlenek węgla (CO2)—który jest również gazem cieplarnianym wytwarzanym przez człowieka najbardziej odpowiedzialnym za ogrzewanie klimatu Ziemi. CO2 ogrzewa klimat poprzez zatrzymywanie ciepła. Pozwala to na przedostanie się krótkofalowego promieniowania ze słońca przez atmosferę, ale jednocześnie blokuje około połowę powstałej energii cieplnej (która jest promieniowaniem długofalowym) przed ucieczką z ziemskiej atmosfery i powrotem w Przestrzeń Kosmiczną.

USGS szacuje, że wulkany przyczyniają się do atmosfery około 260 milionów ton CO2 każdego roku. Mimo to, CO2 emitowane przez wulkany prawdopodobnie nie ma znaczącego wpływu na klimat.

NOAA szacuje, że ludzie zatruwają ziemską atmosferę 60 razy więcej CO2 niż wulkany. USGS sugeruje, że różnica jest jeszcze większa; informuje, że wulkany uwalniają mniej niż 1% CO2, które uwalniają ludzie, i że ” dwutlenek węgla uwalniany we współczesnych erupcjach wulkanicznych nigdy nie spowodował wykrywalnego globalnego ocieplenia atmosfery.”

Globalne ochłodzenie, kwaśne deszcze i ozon

jak pokazały się zimowe następstwa wybuchów Góry Tambora, globalne ochłodzenie wywołane wulkanem jest ogromnym zagrożeniem. Kwaśne deszcze i niszczenie warstwy ozonowej to inne katastrofalne skutki wulkanów.

Globalne chłodzenie

z gazu: Oprócz CO2 gazy wulkaniczne obejmują dwutlenek siarki (SO2). Według USGS, SO2 jest najważniejszą przyczyną globalnego chłodzenia wywołanego wulkanizacją. SO2 przekształca się w kwas siarkowy (H2SO4), który skrapla się w drobnoziarniste krople siarczanu, które łączą się z parą wulkaniczną i tworzą białawą mgłę, która jest powszechnie nazywana „vog.”Dmuchany na całym świecie przez wiatr, vog odbija z powrotem w Przestrzeń Kosmiczną prawie wszystkie przychodzące promienie słoneczne, które napotyka.

tyle SO2 co wulkany wprowadzone do stratosfery, Agencja Ochrony Środowiska (EPA) taguje podstawowe źródło SO2 mgły jako „spalanie paliw kopalnych przez elektrownie i inne obiekty przemysłowe.”Hej, wulkany. Jesteś stosunkowo wolny w tej sprawie.

z popiołu: wulkany wyrzucają Tony maleńkich fragmentów skał, minerałów i szkła w niebo. Podczas gdy większe kawałki tego „popiołu” dość szybko wypadają z atmosfery, najmniejsze wznoszą się do stratosfery i pozostają na ekstremalnie dużych wysokościach, gdzie wiatr je buforuje. Miliony lub miliardy drobnych cząstek popiołu odbijają przychodzące promienie słoneczne z dala od Ziemi i z powrotem w kierunku słońca, chłodząc klimat Ziemi tak długo, jak popiół pozostaje w stratosferze.

z gazu i popiołu pracując razem: geofizycy z kilku instytucji w Boulder w stanie Kolorado przeprowadzili symulację klimatu i porównali swoje wyniki z obserwacjami zebranymi przez satelitę i samoloty po tropikalnym Mt. Erupcja keluta w lutym 2014. Odkryli, że trwałość SO2 w atmosferze zależała znacząco od tego, czy pokrył cząstki popiołu. Więcej SO2 na popiołach spowodowało długotrwałe SO2 zdolne do chłodzenia klimatu.

kwaśne deszcze

można sobie wyobrazić, że łatwym rozwiązaniem globalnego ocieplenia byłoby celowo napełnić stratosferę SO2, aby stworzyć chłodzenie. Jednak kwas solny (HCl) jest obecny w stratosferze. Jest tam z powodu przemysłowego spalania węgla na ziemi, a także dlatego, że wyrzucają go wulkany.

kiedy SO2, HCl i woda wytrącają się na Ziemię, robią to jako kwaśne deszcze, które usuwają składniki odżywcze z gleby i wypłukują aluminium do dróg wodnych, zabijając wiele gatunków życia morskiego. Gdyby naukowcy próbowali przeciwdziałać globalnemu ociepleniu za pomocą SO2, mogliby siać spustoszenie.

Ozon

oprócz możliwości wytrącania się w postaci kwaśnych deszczy, wulkaniczny HCl stanowi inne zagrożenie: zagraża warstwie ozonowej Ziemi, która chroni DNA całego życia roślinnego i zwierzęcego przed zniszczeniem przez nieskrępowane ultrafioletowe promieniowanie słoneczne. HCl szybko rozkłada się na chlor (CL) i tlenek chloru (ClO). Cl niszczy Ozon. Według EPA ” jeden atom chloru może zniszczyć ponad 100 000 cząsteczek ozonu.”

dane satelitarne po erupcjach wulkanów na Filipinach i Chile wykazały do 20% utratę ozonu w stratosferze nad wulkanami.

na wynos

w porównaniu z zanieczyszczeniem spowodowanym przez człowieka, wkład wulkanów w zmiany klimatu jest niewielki. Rujnujące klimat CO2, SO2 i HCl w atmosferze Ziemi są w większości bezpośrednim wynikiem procesów przemysłowych. (Popiół ze spalania węgla jest w większości ziemskim i niższym zanieczyszczeniem atmosferycznym, więc jego udział w zmianie klimatu może być ograniczony.)

pomimo stosunkowo niewielkiej roli, jaką wulkany zazwyczaj odgrywają w zmianach klimatu, powodzie, susze, głód i choroby, które nastąpiły po mega-wulkanach, mogą stać się ostrzeżeniem. Jeśli zanieczyszczenie atmosferyczne spowodowane przez człowieka nie ustanie, powodzie, susze, głód i choroby mogą stać się nie do powstrzymania.