Vulkan je otvor u Zemljinoj kori koji omogućuje vrućoj, rastaljenoj stijeni da izađe na površinu. Također omogućuje izlazak plina i pepela iz unutrašnjosti zemlje visoke temperature
IZBACIVANJE VRUĆINE
Vulkan nije negativac klimatske drame - erupcije imaju važnu ulogu u hlađenju našeg planeta
Nova analiza oblaka pepela nastalih velikim vulkanskim erupcijama pokazuje da se privremeni učinci hlađenja mijenjaju kako se okoliš zagrijava.
POGLEDAJTE VIDEO: Podvodna erupcija vulkana
Pokretanje videa...
VIDEO
Dana 15. lipnja 1991., vulkan Mount Pinatubo na Filipinima eruptirao je uz kataklizmičku eksploziju tako snažnu da se vulkan urušio sam u sebe. Njegov oblak plina i pepela dosegao je oko 40 km u zrak, a u tjednima koji su uslijedili, oblak je ušao u stratosferu i proširio se diljem svijeta. Tijekom sljedeće godine prosječna globalna temperatura pala je za oko 0,5 °C.
Vulkan je otvor u Zemljinoj kori koji omogućuje vrućoj, rastaljenoj stijeni da izađe na površinu. Također omogućuje izlazak plina i pepela iz unutrašnjosti zemlje visoke temperature.
Erupcije vulkana imaju važnu ulogu u hlađenju planeta. Sumporni plinovi iz vulkanskih oblaka spajaju se s drugim plinovima u atmosferi, a ti aerosoli raspršuju sunčevo zračenje, reflektirajući ga u svemir. No, znanstvenici su zabrinuti da bi klimatske promjene mogle učiniti erupcije manje učinkovitima u smanjenju globalnih temperatura. Ova povratna veza, u kojoj bi klimatske promjene mogle spriječiti ili pojačati sposobnost vulkanskih erupcija da se bore s porastom temperatura, trenutačno nije uključena u buduće klimatske scenarije.
Projekt VOLCPRO započeo je s istraživanjem dvije različite vrste erupcija kako bi utvrdio hoće li globalno zagrijavanje ugroziti njihov učinak hlađenja.
Thomas Aubry, istraživač sa Sveučilišta Cambridge u Ujedinjenom Kraljevstvu i suradnik Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) na projektu VOLCPRO, zapitao se bi li erupcija poput planine Pinatubo imala isti učinak hlađenja da se dogodila sto godina kasnije, u svijetu u kojem se rast globalne temperature, kroz učinke klimatskih promjena, nekontrolirano nastavlja.
Erupcija velikog intenziteta
Prva vrsta erupcije, slična planini Pinatubo, poznata je kao erupcija velikog intenziteta. Ova vrsta erupcije emitira oblake pepela i čestica koje dosežu 25 km ili više u atmosferu i sadrži milijarde tona sumpornih plinova. Relativno rijetka, erupcija ove vrlo snažne vrste javlja se svakih nekoliko desetljeća. Mount Pinatubo bila je jedna od najvećih erupcija koje je svijet doživio u prošlom stoljeću.
Druga je vrsta slabija, no učestalija.
- Zapitali smo se kako će klimatske promjene utjecati na te dvije različite vrste erupcija, manje naspram većih - kaže Aubry.
Tim projekta VOLCPRO modelirao je povijesne erupcije pokazujući njihov utjecaj na klimu, a zatim je izradio simulaciju što bi se dogodilo kad bi se iste te erupcije dogodile u budućnosti, kad se klima promijeni i temperature porastu.
Njihove su se simulacije oslanjale na napredni klimatski model meteorološkog ureda Ujedinjenog Kraljevstva (Met Office). „Unutar tog modela (Meteorološki ured Ujedinjenog Kraljevstva), dodali smo još jedan model koji može simulirati podizanje vulkanskog oblaka i koliko visoko se taj stup vulkanskog pepela može uzdići ovisno o, na primjer, vjetru tijekom dana erupcije ili temperaturi u atmosferi tog dana, i tako dalje”, kaže Aubry.
Za velike erupcije otkrili su da će hlađenje biti pojačano globalnim zagrijavanjem, 'što je na neki način dobra vijest', kaže Aubry.
- Veće globalnog zatopljenje, više vulkanskog hlađenja - objašnjava.
U toplijoj atmosferi, vulkanski oblaci erupcija velikog intenziteta podići će se još više, dopuštajući sićušnim vulkanskim česticama da putuju dalje. Ova izmaglica aerosola prekrit će šire područje, reflektirajući više sunčevog zračenja i pojačavajući privremeni učinak hlađenja ovih vulkana.
Suprotno je bilo s manjim, češćim vulkanskim erupcijama. U tim slučajevima, više temperature umanjile su učinke hlađenja od erupcija.
Međutim, prije nego što poguraju da se njihova otkrića uključe u projekcije globalnih klimatskih promjena znanstvenika, Aubry želi istražiti druge vulkane i druge modele kako bi njihovi rezultati bili što čvršći.
Projekt VOLCPRO usredotočen je na tropske vulkane, budući da erupcije oko ekvatora imaju tendenciju utjecaja na globalnu klimu jer se vulkanske čestice lako šire na obje hemisfere. Uključivanjem vulkana bliže polovima, istraživači će moći odrediti kako druge erupcije reagiraju na više temperature. Također žele uključiti više klimatskih modela, ne samo britanski, kako bi bili sigurni da su njihovi nalazi utemeljeni.
Vulkanski pepeo
U međuvremenu, Elena Maters, bivša suradnica MSCA, koja sada radi na Sveučilištu Cambridge u Ujedinjenom Kraljevstvu, pokušava otkriti što se događa s vulkanskim pepelom u atmosferi i kako on utječe na stvaranje oblaka i, u konačnici, na klimu.
Vulkanski pepeo potiče stvaranje leda u atmosferi, koji u konačnici zamjenjuje vodu u oblacima. Oblaci su jedna od najvećih nepoznanica u istraživanju klime, a što bolje razumijemo kako nastaju i kako se ponašaju, to su naši modeli precizniji.
- Uobičajena pretpostavka je da će se tekuća voda pretvoriti u led ispod nule (stupnjeva) - objašnjava Maters. To nije uvijek slučaj i male kapljice mogu ostati u obliku tekućine do temperature od oko minus 35 °C. No, čestice u atmosferi stvaraju 'katalitičke površine koje molekulama vode olakšavaju stvaranje kristala leda'.
Mineralna prašina od pijeska koji potječe iz pustinjskih regija diljem svijeta, kao što su pustinje Sahara i Gobi, dominantan je izvor čvrstih čestica u atmosferi. Međutim, postoje mnogi drugi izvori, uključujući vulkanski pepeo.
Projekt INoVA nastoji utvrditi u kojoj mjeri vulkanski pepeo pomaže u stvaranju leda.
- U godišnjem prosjeku ima oko 10 puta manje vulkanskog pepela (nego mineralne prašine) u atmosferi. No, možete imati velike erupcije koje mogu brzo, u roku od nekoliko sati do dana, osloboditi ogromne količine čestica, a to je zanemareno u velikom broju klimatskih modela, pa čak i u slučajevima koji razmatraju utjecaje vulkana - kaže Maters.
Stvaranje leda
U okviru projekta INoVA, Maters i kolege istraživali su učinkovitost vulkanskog pepela u poticanju stvaranja leda. Usporedili su to sa sveprisutnom mineralnom prašinom, ispitujući koje su vrste najuspješnije.
Vulkanski pepeo većinom je staklo, s malim količinama minerala kao što su feldspati i željezovi oksidi. Sastav pepela ovisi o sastavu magme koja se kovitla pod zemljom i, između ostalog, brzini kojom se eksplozivno izbacuje iz vulkana.
Prethodne studije uspoređivale su samo nekoliko vrsta pepela, kaže Maters, čije je istraživanje usredotočeno na reaktivnost i kemiju vulkanskog pepela.
- Ne možete izmjeriti dva ili tri uzorka i onda donijeti zaključak za sav vulkanski pepeo i vulkanske erupcije diljem svijeta. Jako se razlikuju u sastavu stakla, udjelu stakla u odnosu na minerale, vrsti minerala, pa su eksperimenti koje sam provodila pokušavali ustanoviti raspon učinkovitosti vulkanskog pepela porijeklom od različitih vrsta erupcija - rekla je.
Maters je uzela devet uzoraka pepela s čitavim nizom sastava i upotrijebila ih je za stvaranje devet sintetičkih uzoraka topljenjem i brzim hlađenjem. Usporedila je tih 18 uzoraka kako bi identificirala koja svojstva čine vulkanski pepeo aktivnijim u stvaranju leda. U drugoj studiji s grupom na Institutu za tehnologiju Karlsruhe u Njemačkoj, Maters i kolege analizirali su još 15 vulkanskih uzoraka kako bi identificirali njihova svojstva stvaranja leda.
Sugerirala je da je najaktivnija komponenta vulkanskog pepela u pogledu leda alkalijski feldspat, mineral sastavljen od aluminija, silicija i kisika koji se obično nalazi u Zemljinoj kori.
- Sada, s tim saznanjima koji su minerali u pepelu dobri u nukleaciji (stvaranju) leda - kaže Maters i dodaje 'možda bismo mogli predvidjeti kad vulkan eruptira može li taj vulkan, na temelju svog sastava magme, proizvesti pepeo koji će stvoriti led'.
Premda se njezin rad ranije uglavnom temeljio na laboratorijskim ispitivanjima, pandemija bolesti Covid natjerala ju je na modeliranje, našalila se. Sada istražuje erupcije vulkana Eyjafjallajökulla iz 2010. na Islandu kako bi uvidjela kako su one uvele čestice koje stvaraju led u atmosferu i kakve su te čestice u usporedbi s obiljem mineralne prašine.
Studija će ispitati kakvu ulogu vulkanski pepeo ima u stvaranju leda kada ga zapravo uključimo u atmosferu. Uspoređivat će ga s drugim vrstama čestica, kao što je mineralna prašina i postaviti pitanje: 'Je li on bitan?'
Razvoj boljih klimatskih modela 'dokaz je koncepta koji pokazuje da bi eksplozivne erupcije mogle biti važne za uključivanje u istraživanja', kaže Maters.
Istraživanja u ovom članku financira EU. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
