Cum contribuie Vulcanii la schimbările climatice?

Vulcanii schimbă clima Pământului atât prin încălzirea, cât și prin răcirea acestuia. Efectul lor net asupra climei astăzi este mic în comparație cu cel al poluanților produși de om.

chiar și așa, schimbările climatice cauzate în timpurile preistorice de erupții aproape constante și, în ultimele câteva secole, de o mână de epice, oferă un avertisment: ne ajută să ne imaginăm viața pe Pământ dacă lăsăm mediul să fie distrus de neglijența noastră.

Vulcanii preistoriei

numărul erupțiilor vulcanice din istoria înregistrată pălește în comparație cu ceea ce oamenii de știință au discernut despre activitatea vulcanică din timpurile preistorice.

cu aproximativ 252 milioane de ani în urmă, într-o mare parte din ceea ce este acum Siberia, vulcanii au erupt constant peste aproximativ 100.000 de ani. (Care poate părea ca o lungă perioadă de timp, dar, în termeni geologici, este clipi din ochi.)

gazele vulcanice și cenușa pe care vântul le-a suflat în întreaga lume au declanșat o cascadă de schimbări climatice. Rezultatul a fost un dezastru, prăbușirea biosferei la nivel mondial, care a ucis până la 95% din toate speciile de pe Pământ. Geologii se referă la acest eveniment ca Marea moarte.

Dezastre vulcanice în perioada istorică

înainte de 1815, Muntele Tambora de pe insula indoneziană Sumbawa era considerat a fi un vulcan dispărut. În aprilie a acelui an, a explodat—de două ori. Mt. Tambora a fost odată aproximativ 14.000 de metri înălțime. După explozii, a fost doar aproximativ două treimi la fel de înalt.

cea mai mare parte a vieții de pe insulă a fost eradicată. Estimările morții umane variază foarte mult, de la cei 10.000 de morți instantaneu, după cum s-a raportat în revista Smithsonian, până la cei 92.000 pe care studiul geologic al Statelor Unite (USGS) sugerează că au murit în mare parte de foame după ce gazele vulcanice și cenușa au distrus pământul și au schimbat clima. Cu excepția a patru oameni norocoși, întregul regat Tambora (10.000 de oameni puternici) a dispărut în explozii.

odată cu injectarea rapidă de cenușă și gaze în atmosferă, musonii din Asia s-au dezvoltat mai lent, ducând la secete care au dus la foamete. Seceta a fost urmată de inundații care au modificat ecologia microbiană a Golfului Bengal. Aceasta pare a fi ceea ce a dat naștere unei noi variante de holeră și pandemiei globale de holeră. La începutul secolului al XIX-lea, agențiile de sănătate publică nu erau în coordonare, astfel încât numărul morților pandemiei este greu de identificat. Estimările non-definitive o fixează în zeci de milioane.

până în anul următor, răcirea globală indusă de Tambora a fost atât de severă încât 1816 este adesea amintit ca „anul fără vară” și ca „mica eră glaciară”.”Furtunile de zăpadă au măturat America de Nord și părți ale Europei în timpul lunilor de vară, ucigând culturile și animalele și creând foamete, revolte și o criză a refugiaților. Picturile din anul arată cer întunecat, ciudat de colorat.

Muntele Tambora și o mână tulburător de mare de alte dezastre vulcanice deoparte, lucrurile nu au fost nici pe departe la fel de dramatice în vremurile istorice ca în timpul preistoriei.

potrivit USGS, de-a lungul crestelor oceanice ale Pământului, unde plăcile tectonice alunecă una peste alta sub apă adâncă, roca topită din mantaua supraîncălzită a Pământului se ridică constant din adâncul scoarței terestre și creează un nou fund oceanic. Din punct de vedere tehnic, toate locurile de-a lungul crestei unde roca topită care intră întâlnește apa oceanului sunt vulcani. În afară de aceste locuri, există aproximativ 1.350 de vulcani potențial activi în întreaga lume și doar aproximativ 500 dintre ei au erupt în istoria înregistrată. Efectele lor asupra climei au fost profunde, dar mai ales de scurtă durată.

bazele vulcanului

USGS definește vulcanii ca deschideri în scoarța terestră prin care cenușa, gazele fierbinți și roca topită (aka „magma” și „lava”) scapă atunci când magma împinge în sus prin scoarța terestră și în afara părților sau vârfului unui munte.

unii vulcani se descarcă încet, aproape ca și cum ar expira. Pentru alții, erupția este explozivă. Cu forță și temperatură mortală, lavă, bucăți de rocă solidă arzătoare și gaze suflă. (Ca un exemplu de cât de mult material poate vărsa un vulcan, Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA) estimează că Muntele Tambora a ejectat 31 de mile cubi de cenușă. Revista Wired calculează că cenușa la acel volum ar putea ” îngropa toată suprafața de joc a parcului Fenway din Boston la 81.544 mile (131.322 km) adâncime.”)

Muntele Tambora a fost cea mai mare erupție din istoria înregistrată. Chiar și așa, vulcanii, în general, scuipă multă cenușă. Și gaze. Când un munte „suflă” în vârful său, gazele evacuate pot ajunge în stratosferă, care este stratul de atmosferă care se extinde de la aproximativ 6 mile la 31 mile deasupra suprafeței Pământului.

efectele climatice ale cenușii și gazelor vulcanice

în timp ce vulcanii supraîncălzesc aerul din jur și temperaturile calde la nivel local, în timp ce muntele și lava sa rămân roșii fierbinți, răcirea globală este efectul mai prelungit și mai profund.

încălzirea globală

unul dintre gazele primare pe care vulcanii le descarcă este dioxidul de carbon (CO2)—care este, de asemenea, gazul cu efect de seră produs de om, cel mai responsabil pentru încălzirea climei Pământului. CO2 încălzește clima prin captarea căldurii. Permite radiația cu lungime de undă scurtă de la soare în atmosferă, dar o face în timp ce blochează aproximativ jumătate din energia termică rezultată (care este radiația cu lungime de undă lungă) să scape din atmosfera Pământului și să se deplaseze înapoi în spațiu.

USGS estimează că vulcanii contribuie cu aproximativ 260 de milioane de tone de CO2 în atmosferă în fiecare an. Chiar și așa, CO2 emis de vulcani probabil nu are un efect semnificativ asupra climei.

NOAA estimează că oamenii otrăvesc atmosfera Pământului cu de 60 de ori mai mult CO2 decât vulcanii. USGS sugerează că diferența este și mai mare; raportează că vulcanii eliberează mai puțin de 1% din CO2 pe care oamenii îl eliberează și că „dioxidul de carbon eliberat în erupțiile vulcanice contemporane nu a provocat niciodată încălzirea globală detectabilă a atmosferei.”

răcirea globală, ploaia acidă și ozonul

pe măsură ce urmările de iarnă ale exploziilor Muntelui Tambora au devenit evidente, răcirea globală indusă de vulcan este un pericol imens. Ploaia acidă și distrugerea stratului de ozon sunt alte efecte catastrofale ale vulcanilor.

răcire globală

din gaz: În plus față de CO2, gazele vulcanice includ dioxidul de sulf (SO2). Potrivit USGS, SO2 este cea mai importantă cauză a răcirii globale induse vulcanic. SO2 se transformă în acid sulfuric (H2SO4), care se condensează în picături fine de sulfat care se combină cu aburul vulcanic și creează o ceață albicioasă numită în mod obișnuit „vog.”Suflat în jurul lumii de vânt, vog reflectă înapoi în spațiu aproape toate razele solare pe care le întâlnește.

la fel de mult SO2 ca vulcanii puse în stratosferă, Agenția pentru Protecția Mediului (EPA) etichetează sursa primară de ceață SO2 ca „arderea combustibililor fosili de către centralele electrice și alte instalații industriale.”Hei, vulcani. Ești relativ în afara cârlig pe acest număr.

din cenușă: Vulcanii aruncă tone de fragmente minuscule de rocă, minerale și sticlă spre cer. În timp ce bucățile mai mari ale acestei „cenușă” cad din atmosferă destul de repede, cele mai mici se ridică în stratosferă și rămân la altitudini extrem de mari, unde vântul le bate. Milioane sau miliarde de particule minuscule de cenușă reflectă razele solare care intră departe de pământ și înapoi spre soare, răcind clima Pământului atât timp cât cenușa rămâne în stratosferă.

de la gaz și cenușă care lucrează împreună: Geofizicienii din mai multe instituții din Boulder, Colorado, au efectuat o simulare climatică și au comparat rezultatele lor cu observațiile colectate de satelit și aeronave după Muntele tropical. Erupția Kelut din februarie 2014. Ei au descoperit că persistența SO2 în atmosferă depindea în mod semnificativ de faptul dacă avea particule de cenușă acoperite. Mai mult SO2 pe cenușă a dus la o durată mai lungă SO2 capabil să răcească clima.

ploaia acidă

s-ar putea imagina că o soluție ușoară la încălzirea globală ar fi infuzarea intenționată a stratosferei cu SO2 pentru a crea răcire. Cu toate acestea, acidul clorhidric (HCl) este prezent în stratosferă. Este acolo din cauza cărbunelui industrial care arde pe Pământ și, de asemenea, pentru că vulcanii îl ejectează.

când SO2, HCl și apa precipită pe Pământ, fac acest lucru ca ploaie acidă, care îndepărtează nutrienții din sol și scurge aluminiu în căile navigabile, ucigând multe specii de Viață marină. Dacă oamenii de știință ar încerca să contracareze încălzirea globală cu SO2, ar putea face ravagii.

ozon

în afară de potențialul său de a precipita sub formă de ploaie acidă, HCl vulcanic prezintă un alt pericol: amenință stratul de ozon al Pământului, care protejează ADN-ul tuturor plantelor și animalelor de distrugerea prin radiații solare ultraviolete neîngrădite. HCl se descompune rapid în clor (Cl) și monoxid de clor (ClO). Cl distruge ozonul. Potrivit EPA, ” un atom de clor poate distruge peste 100.000 de molecule de ozon.”

datele din satelit după erupțiile vulcanice din Filipine și Chile au arătat o pierdere de ozon de până la 20% în stratosferă peste vulcani.

la pachet

în comparație cu poluarea cauzată de om, contribuția vulcanilor la schimbările climatice este mică. CO2, SO2 și HCl care distrug clima din atmosfera Pământului sunt în mare parte rezultatul direct al proceselor industriale. (Cenușa din arderea cărbunelui este în mare parte un poluant atmosferic terestru și mai scăzut și, prin urmare, contribuția sa la schimbările climatice poate fi limitată.)

în ciuda rolului relativ nesemnificativ pe care vulcanii îl joacă de obicei în schimbările climatice, inundațiile, seceta, foametea și bolile care au urmat după mega-vulcani pot sta ca un avertisment. Dacă poluarea atmosferică provocată de om continuă fără încetare, inundațiile, seceta, foametea și bolile ar putea deveni de neoprit.