Wpływ zmiany klimatu na efekt chłodzenia Ziemi przez wulkany
Erupcje wulkanów bywają spektakularne i śmiertelnie niebezpieczne, a nawet mogą wpływać na ziemski klimat. Na przykład erupcja wulkanu Pinatubo w 1991 roku spowodowała wyrzucenie do atmosfery na wysokość 20-30 km od 10 do 20 milionów ton siarki i ochłodzenie klimatu o 0,5°C na okres jednego roku. Tak silne erupcje jak na Pinatubo zdarzają się raz na kilkadziesiąt lat, ale co roku dochodzi do mniejszych wybuchów. „W stratosferze siarka zamienia się w aerozole siarczanowe – maleńkie kropelki zawierające kwas siarkowy i wodę”, wyjaśnia Thomas Aubry z wydziału geografii Uniwersytetu w Cambridge i stypendysta programu działań „Maria Skłodowska-Curie” realizujący projekt VOLCPRO. „Kropelki te odbijają światło słoneczne w przestrzeń kosmiczną, w wyniku czego mniej światła przedostaje się przez atmosferę, a powierzchnia Ziemi ulega schłodzeniu”.
Łagodzenie zmiany klimatu
Wiele badań koncentruje się wyłącznie na wpływie erupcji wulkanicznych na łagodzenie zmiany klimatu, tj. na zdolności aerozoli siarczanowych do chłodzenia Ziemi. W omawianym projekcie, zrealizowanym dzięki wsparciu udzielonemu w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, przyjęto zgoła odmienne podejście. „Interesowało mnie, czy zmiana klimatu może wpływać na aerozole wulkaniczne i czy zjawisko może tworzyć pętlę sprzężenia zwrotnego”, dodaje Aubry. W tym celu uczony wykorzystał modele klimatyczne, które symulują cykl życia gazów wulkanicznych i uwzględniają zmiany dotyczące wzorców pogodowych, temperatur atmosfery i obiegu powietrza. Aubry założył, że zmienne te mogą wpływać na cykl życia gazów wulkanicznych w stratosferze, a tym samym na ich zdolność do wpływania na klimat. Aby sprawdzić tę hipotezę, porównał modelowe symulacje erupcji zachodzących w stosunkowo zimnym klimacie XX wieku z symulacjami tych samych erupcji zachodzących w stosunkowo ciepłym klimacie wieku XXI. Zbadano wpływ zmiany klimatu na duże, rzadkie erupcje, a także mniejsze wybuchy.
Modelowanie przyszłego klimatu
Wyniki badania przeprowadzonego przez Aubry’ego przynoszą złożony obraz. „Nasze modelowanie sugeruje, że w cieplejszym klimacie efekt chłodzący mniejszych erupcji powinien być słabszy”, mówi. „Natomiast w przypadku dużych erupcji, takich jak wybuch wulkanu Pinatubo na Filipinach w 1991 roku, stwierdziliśmy zupełnie przeciwne zjawisko – efekt chłodzenia tego typu erupcji może być dużo wyraźniejszy”. Im mniejsza erupcja, tym słabszy efekt chłodzący, a im większa erupcja, tym silniejszy efekt. Nie wiadomo jeszcze, który efekt okaże się dominujący, ponieważ mniejsze erupcje są również znacznie częstsze. „Staraliśmy się odpowiedzieć na pytanie, czy za 50 lat możemy spodziewać się większego czy mniejszego ochłodzenia spowodowanego erupcjami wulkanów”, mówi Aubry. „Na razie nie jesteśmy w stanie tego jednoznacznie stwierdzić, nasz projekt pokazał jednak, że zmiana klimatu może wpływać na proces powstawania aerozoli siarkowych, co z kolei wpływa na zdolność wulkanów do schładzania klimatu”. Aubry podkreśla również, że potencjał erupcji wulkanów w zakresie łagodzenia skutków zmiany klimatu jest przedmiotem zainteresowania przede wszystkim specjalistów od modelowania klimatu, których zadaniem jest dokładne prognozowanie zmiany klimatu i przekazywanie decydentom informacji o koniecznych działaniach. Z całą pewnością wulkany nie stanowią rozwiązania samego problemu zmiany klimatu. „Nie ma co liczyć, że wulkany nas uratują”, twierdzi. „Nawet gdyby ilość siarki wyrzucanej do atmosfery podwoiła się albo zmniejszyła o połowę, nie zmieniłoby to radykalnie sytuacji. Sami musimy podjąć działania w celu szybkiego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych”.
Słowa kluczowe
VOLCPRO, klimat, Ziemia, wulkan, siarka, wulkan, stratosfera, Pinatubo