Vulcanii din Islanda și Italia tot mai activi – Motive de îngrijorare pentru climă?

Ce sunt vulcanii și cum pot erupțiile vulcanice de mare amploare să influențeze clima?

Activitatea vulcanică a creat peste 80% din suprafața terestră. Un vulcan poate fi descris ca o deschidere în crusta terestră prin care rocile topite, gazele fierbinți și alte materiale ies la suprafață. În interiorul unui vulcan activ se găsește o cameră în care se acumulează rocă topită, numită magmă. Presiunea din interiorul camerei cu magma determină deplasarea magmei prin canale din rocă care ajunge la suprafață. Odată ce magma ajunge la suprafață, aceasta este cunoscută sub numele de lavă.

Unele erupții vulcanice sunt explozive, în timp ce altele apar sub formă de un flux lent de lavă. Erupțiile pot surveni printr-o deschidere principală în vârful vulcanului sau prin deschideri care se formează pe marginile vulcanului. Ritmul și intensitatea erupțiilor, precum și compoziția magmei, determină forma vulcanului.

Vulcanii sunt întâlniți atât pe uscat, cât și pe fundul oceanului. Atunci când vulcanii erup pe fundul oceanului, deseori creează munți subacvatici și lanțuri muntoase, pe măsură ce lava eliberată se răcește și se întărește.

Dar erupțiile vulcanice de mare amploare pot influența și clima.

Cum influențează erupțiile vulcanice clima pe termen scurt, mediu și lung

Gazele și particulele de praf injectate în atmosferă în timpul erupțiilor vulcanice pot influența clima. Chiar dacă vulcanii se află în locuri specifice pe Terra, efectele lor pot fi distribuite global deoarece gazele, praful și cenușa ajung în atmosfera înaltă și pot circula global.

În timpul erupțiilor vulcanice, cantități uriașe de gaze vulcanice, aerosoli și cenușă sunt injectate în stratosferă (stratul din atmosferă cuprins între 10-50 km). Particulele mai mari de cenușă au un efect de scurtă durată asupra climei deoarece majoritatea acestor particule cad din atmosferă în câteva ore sau zile de la o erupție și sunt depozitate pe sol. Cenușa sau praful vulcanic eliberat în atmosferă în timpul unei erupții absoarbe radiația solară și cauzează o răcire temporară.

Particulele mici de cenușă pot forma un nor în zona joasă a atmosferei (troposferă) care umbrește și răcește zona aflată sub el pentru o perioadă de timp. Dar cele mai mici particule de praf ajung în stratosferă și sunt capabile să călătorească distanțe foarte mari. Aceste particule mici sunt atât de ușoare încât pot rămâne în stratosferă timp de luni întregi, blocând lumina solară și cauzând răcire. Norii de cenușă vulcanică se pot răspândi pe suprafețe mari, transformând lumina zilei în întuneric și reducând semnificativ vizibilitatea, fiind adesea însoțiți de tunete și fulgere.

În cazuri extreme, acești nori de cenușă vulcanică pot provoca „ierni vulcanice”. Un astfel de exemplu este erupția din 1815 a vulcanului Mount Tambora din Indonezia, cea mai mare erupție din istoria măsurătorilor. Atunci temperature medie globală a scăzut cu până la 3°C provocând condiții meteorologice extreme în întreaga lume timp de trei ani. Ca rezultat al cenușii vulcanice eliberate în urma erupției vulcanului Mount Tambora, America de Nord și Europa au experimentat în anul următor – 1816 „Anul fără Vară“, marcat de recolte slabe, foamete și boli.

După ce sunt eliberate în atmosferă, emisiile sulfuroase se transformă în aerosoli de sulfat, care pot rămâne acolo de la câteva luni până la un an. Acești aerosoli au capacitatea de a reflecta radiațiile solare, reducând astfel cantitatea acestora care ajunge la suprafața Pământului, de a influența formarea ozonului și, prin urmare, de a reduce temperatura medie globală la suprafața Pământului.

Dacă gazele vulcanice precum dioxidul de sulf pot cauza răcire globală, dioxidul de carbon, un gaz cu efect de seră, are potențialul de a favoriza încălzirea globală. Acest lucru a determinat încălzirea globală în perioadele mai îndepărtate din istoria Pământului, când vulcanii au emis cantități mari de gaze cu efect de seră.

De-a lungul secolului trecut, erupțiile vulcanice au determinat o scădere a temperaturii medii la suprafața terestră de până la 0.5°C pentru perioade cuprinse între 1-3 ani. Un exemplu elocvent este erupția vulcanului Mount Pinatubo pe 15 iunie 1991, una dintre cele mai mari erupții ale secolului al XX-lea. Aceasta a injectat în stratosferă un nor de dioxid de sulf cunoscut sub numele de norul Pinatubo, cel mai mare observat vreodată în stratosferă de la începutul observațiilor satelitare. Ca urmare, a avut un impact semnificativ asupra climei și a răcit suprafața Pământului timp de trei ani după erupție.

Dioxidul de carbon (CO2) este un gaz cu efect de seră și este principalul gaz responsabil pentru schimbările climatice. În timp ce dioxidul de sulf eliberat în erupțiile vulcanice contemporane a cauzat uneori răcire globală detectabilă a atmosferei inferioare, dioxidul de carbon eliberat în erupțiile vulcanice contemporane nu a cauzat niciodată încălzire globală detectabilă a atmosferei. În 2010, activitățile umane au fost responsabile pentru aproximativ 35 gigatone de emisii de CO2. Studiile și măsurătorile realizate până în prezent cu privire la emisiile globale de dioxid de carbon indică faptul că vulcanii eliberează mai puțin de 1% din dioxidul de carbon eliberat în prezent de activitățile umane.

Erupțiile vulcanice foarte mari pot injecta cantități semnificative de CO2 în atmosferă. Spre exemplu, erupția vulcanului Mount St. Helens din 1980 a eliberat aproximativ 10 milioane de tone de CO2 în doar 9 ore. Cu toate astea, societatea are nevoie azi de doar 2,5 ore pentru a emite aceeași cantitate. În timp ce erupțiile explozive mari precum aceasta sunt rare și apar la nivel global o dată la câțiva ani, emisiile antropice sunt neîncetate și cresc în fiecare an.

Cum putem măsura efectele acestor erupții?

Oamenii de știință monitorizează îndeaproape vulcanii în special pe cei aflați în apropierea unor centre populate. Vulcanii semnalează iminența unei erupții. Semnele de avertizare includ mici cutremure, bombarea părților laterale ale vulcanului și creșterea emisiilor de gaze. Niciunul dintre aceste semne nu înseamnă neapărat că o erupție este iminentă, dar pot ajuta oamenii de știință să evalueze starea vulcanului atunci când magma se acumulează. Cu toate acestea, este imposibil să spunem exact când, sau dacă, un vulcan va erupe.

Impactul și magnitudinea erupțiilor vulcanice pot fi reconstituite folosind documente istorice care acoperă câteva sute de ani sau arhive naturale cum sunt inelele de creștere a arborilor, carotele de gheață, sedimentele marine și lacustre care se întind pe perioade mai lungi de timp.

Prin analize chimice detaliate asupra unei carote de gheață lungi de 3.400 de metri extrase din Antarctica s-a realizat o istorie a marilor erupții vulcanice din ultimii 11.000 de ani. S-au găsit urme a 426 de erupții vulcanice care au avut loc atât în Emisfera Nordică, cât și în cea Sudică. Pentru perioada mai recentă verile excepțional de reci înregistrate în Europa (și în alte regiuni) în anii 1816, 1601, 1453, 1109, 574 și 541 au precedat erupții vulcanice majore.

Un istoric al celor mai violente erupții din Europa

În Europa, printre cele mai violete erupții vulcanice cu consecințe devastatoare asupra societății și mediului se numără erupția vulcanului Etna, care deține unul dintre cele mai lungi înregistrări documentate ale activității vulcanice din lume. Rămâne unul dintre cei mai activi vulcani din lume și în prezent. Înregistrările istorice ale activității vulcanului Etna datează din 1500 î.Hr. Erupție din 1169 a dus la moartea a 15.000 de persoane; cinci secole mai târziu, o altă erupție a dus la moartea a 20.000 de persoane.

Vezuviu, un stratovulcan caracterizat prin erupții explozive, situat la est de orașul Napoli, Itali, este cunoscut în istoria recentă datorită erupției din anul 79 AD, care a acoperit sub cenușă și rocă orașele romane Pompei și Herculaneum, și a dus la moartea aproximativ 16.000 de oameni.