Исследователи показали, что вызванное человеком изменение климата будет иметь важные последствия для того, как вулканические газы взаимодействуют с атмосферой.

Исследователи из Кембриджского университета и Британского метрополитен-офиса говорят, что извержения большой величины будут иметь большие последствия по мере того, как климат будет продолжать нагреваться. Однако охлаждающие эффекты небольших и средних извержений могут сократиться на целых 75%. Поскольку эти небольшие извержения происходят гораздо чаще, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, будет ли чистым эффектом дополнительное потепление или охлаждение.

Где и когда извергается вулкан-это не то, что мы можем контролировать, но по мере того, как атмосфера нагревается из-за изменения климата, столбы пепла и газа, выделяемые крупными, но нечастыми извержениями вулканов, будут подниматься все выше. Изменение климата также ускорит перенос вулканического материала—в виде маленьких блестящих капелек, называемых аэрозолями вулканического сульфата,—из тропиков в более высокие широты.

При крупных извержениях совокупный эффект этих явлений приведет к тому, что дымка, создаваемая вулканическими аэрозолями, будет препятствовать большему количеству солнечного света, достигающего поверхности Земли, что в конечном итоге усилит временное охлаждение, вызванное извержениями вулканов. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Когда в 1991 году на Филиппинах произошло извержение вулкана Пинатубо, последствия этого ощутили во всем мире. Шлейф от извержения—второго по величине извержения 20 века—поднялся в небо более чем на 30 километров, образовав слой глобальной дымки. В 1992 году из-за этой дымки глобальная температура упала на целых 0,5 градуса по Цельсию. Для сравнения, с 1850 года деятельность человека привела к повышению глобальной температуры более чем на 1 градус Цельсия. Однако воздействие вулканических аэрозолей сохраняется только в течение одного или двух лет, в то время как антропогенные парниковые газы будут влиять на климат в течение столетий.

"Помимо данных, полученных нами в результате недавних извержений, таких как Пинатубо, мы также можем видеть эффект охлаждения вулканов, происходящий две тысячи лет назад, исходя из информации, содержащейся в кольцах деревьев", - сказал доктор Томас Обри из географического факультета Кембриджа, первый автор статьи. "Однако мы хотели взглянуть на вопрос с противоположной стороны: как потепление климата может повлиять на охлаждение от извержений вулканов?"

Вулканические шлейфы поднимаются, как воздушные шары: они продолжают подниматься на высоту, где они естественно плавучие. В кембриджском исследовании рассматривалось, насколько высоко в атмосфере эти шлейфы могут подниматься и переноситься по всему миру при различных сценариях потепления.

Исследователи использовали глобальные климатические модели в сочетании с моделями вулканических шлейфов, чтобы смоделировать, как изменение климата может повлиять на аэрозоли, выделяемые извержениями вулканов.

Они обнаружили, что при крупных извержениях, таких как гора Пинатубо, которые обычно происходят один или два раза в столетие, изменение климата приведет к тому, что шлейфы поднимутся выше, а аэрозоли будут быстрее распространяться по всему земному шару, что приведет к усилению эффекта охлаждения на 15%. Ожидается, что изменения температуры океана еще больше усилят похолодание, а таяние ледяных покровов, по прогнозам, также увеличит частоту и размеры извержений вулканов в таких местах, как Исландия.

Однако для извержений умеренного размера, таких как извержение Набро 2011 года в Эритрее, которые обычно происходят ежегодно, эффект будет уменьшен примерно на 75% при сценарии потепления высокого класса. Это связано с тем, что высота тропопаузы—границы между тропосферой и стратосферой над ней—по прогнозам, увеличится, что затруднит доступ вулканических шлейфов в стратосферу. Аэрозоли из вулканических шлейфов, приуроченных к тропосфере, вымываются осадками в течение нескольких недель, что делает их климатические воздействия относительно незначительными и гораздо более локализованными.

"Изменение климата—это не то, что грядет, оно уже здесь, как ясно продемонстрировал отчет МГЭИК на этой неделе",-сказала соавтор д-р Аня Шмидт, также из географического факультета. "Последствия изменения климата и некоторые из петель обратной связи, которые оно может вызвать, сейчас становятся все более очевидными. Но климатическая система сложна: понимание всех этих петель обратной связи имеет решающее значение для понимания нашей планеты и составления точных климатических прогнозов".

"Новые циклы обратной связи между климатом и извержениями вулканов, которые мы выделяем в этой работе, в настоящее время не учитываются МГЭИК", - сказал Обри. "Это может пролить новый свет на эволюцию будущих вулканических влияний на климат. Даже если вулканы оказывают ограниченное влияние на климат по сравнению с выбросами парниковых газов человеком, они являются важной частью системы".

"Из-за более частых и интенсивных лесных пожаров, а также других экстремальных явлений состав верхних слоев атмосферы меняется на наших глазах, как и наше понимание последствий этих изменений", - сказал Шмидт, который также связан с кафедрой химии Юсуфа Хамида. "По мере того, как мы продолжаем выделять парниковые газы, способ взаимодействия вулканических выбросов с атмосферой будет продолжать меняться, и важно количественно оценить эти взаимодействия, чтобы полностью понять изменчивость климата".

Авторы надеются собрать вместе больше вулканологов и климатологов, чтобы понять не только механику подъема вулканических шлейфов и жизненного цикла аэрозолей, но и то, как изменения частоты и величины извержений, вызванные дегляциацией и экстремальными осадками, будут определять будущие климатические последствия извержений вулканов.

ИСТОЧНИК