Erupțiile vulcanice din tropice, factor major în termostatul Pământului
Erupțiile vulcanice explozive eliberează cantități uriașe de dioxid de sulf în stratosferă, unde gazul reacționează cu vaporii de apă și cu oxigenul pentru a forma picături minuscule de aerosoli de acid sulfuric. Aceste particule împrăștie și reflectă radiația solară înapoi în spațiu, reducând energia care ajunge la suprafața planetei și contribuind astfel la răcirea climei pentru mai multe luni sau chiar ani.
Un exemplu celebru este erupția vulcanului Tambora din Indonezia, în 1815, care a dus la „anul fără vară” din 1816. Vremea nefavorabilă din acea perioadă a ținut-o pe Mary Shelley în casă o bună parte din timp, iar romanul „Frankenstein” a fost scris în această perioadă, în Elveția și Anglia.
O dilemă privind răcirea
Un studiu publicat în Geophysical Research Letters a analizat dacă locul în care se produce o erupție influențează amploarea răcirii resimțite în emisfera nordică. Dr. Zachary McGraw, de la Universitatea Columbia, și colegii săi arată că studiile anterioare au constatat că erupțiile din latitudinile medii, între 30° și 70°, au produs o răcire mai mare decât erupțiile tropicale de amploare similară.
Pentru a verifica această ipoteză, cercetătorii au folosit un model climatic al NASA pentru a simula diferențele dintre erupțiile tropicale și cele extratropicale care au eliberat cantități diferite de gaze cu sulf, atât vara, cât și iarna. Echipa nu a găsit însă nicio indicație clară că locul erupției ar duce la o răcire mai puternică în emisfera nordică: cel mult, o erupție extratropicală a sporit răcirea de două ori, nu de 7,5 ori, cum indicau studiile anterioare.
Cercetătorii au identificat un singur mecanism care ar putea explica o răcire sporită în urma erupțiilor extratropicale: aerosolii microscopici rămân concentrați doar în emisfera nordică, în timp ce aerosolii din erupțiile tropicale sunt purtați de vânturi în ambele emisfere, distribuind mai uniform efectul de răcire. Potrivit echipei, nu există niciun proces cunoscut care să amplifice răcirea de 7,5 ori.
Verificarea teoriei cu ajutorul înregistrărilor climatice vechi
Pentru a testa teoria în termeni reali, McGraw și echipa sa au comparat-o cu înregistrări climatice vechi, pentru a vedea cum au influențat vremea erupțiile tropicale și extratropicale din trecut. Unul dintre aceste așa-numite proxy paleoclimatice îl reprezintă inelele anuale ale copacilor, care devin mai late în anii ploioși sau calzi și mai înguste în anii secetoși sau reci, când copacii se confruntă cu mai mult stres de mediu.
Cercetătorii au analizat datele din inelele copacilor asociate cu erupții extratropicale istorice documentate: cea din 1783 din Islanda, una din 536 din zona latitudinilor medii și una din 43 î.Hr. din Alaska. Deoarece erupțiile extratropicale moderne sunt rare, ei au simulat 100.000 de erupții similare și perioadele de răcire care au urmat. Rezultatele au fost comparate cu numeroase erupții tropicale de după anul 750, pentru a identifica tiparele meteo după o erupție și pentru a valida dacă modelarea poate reprezenta corect modelele climatice din înregistrările istorice.
În urma acestei analize, cercetătorii au constatat că răcirea în emisfera nordică coincide mai des cu erupțiile tropicale, iar erupțiile extratropicale sunt comparativ mai rare și au astfel o influență mai mică asupra temperaturilor din emisfera nordică. Ei au identificat, de asemenea, o durată de viață mai scurtă a aerosolilor în cazul erupțiilor extratropicale, de până la nouă luni, față de până la trei ani în cazul celor tropicale. Explicația ar fi că gazele cu sulf sunt eliberate la altitudini mai mici, aerosolii sunt spălați de ploaie și zăpadă din cauza climei mai umede și mai reci, iar particulele sunt transportate spre poli din latitudinile medii.
Implicații mai ample
Contestarea puterii de răcire a erupțiilor extratropicale îi ajută pe oamenii de știință să exploreze efectele temporare ale erupțiilor alături de tendințele climatice pe termen lung determinate de alți factori, precum emisiile de gaze cu efect de seră produse de om. Studiul are implicații importante pentru înțelegerea riscurilor la care este expusă societatea.
Deoarece erupțiile tropicale rămân principalul motor al răcirii în emisfera nordică, oamenii de știință pot folosi aceste cunoștințe pentru a modela modul în care aerosolii se distribuie pe planetă, pentru a evalua posibilele probleme pentru producția agricolă și securitatea alimentară globală, precum și riscul unor conflicte pentru resurse care ar putea duce la instabilitate geopolitică, și pentru a elabora planuri concrete de gestionare a riscurilor climatice.
